在Synechococcus sp.中,由代谢学引导的理性代谢工程增强的阿斯丁过度生产. 在PCC 7002上.

科学领域:

• 生物技术和合成生物学
• 微生物工程 微生物工程
• 代谢学 代谢学 代谢学

背景情况:

• 作为一种有价值的抗氧化素颜料,阿斯塔克桑主要由球菌 (Haematococcus pluvialis) 生产,但其种植速度缓慢,容易受到污染.
• *西内可可可菌* sp. 在 PCC 7002为阿斯塔桑生产提供了强大的,快速增长的替代品,但代谢工程策略尚不发达.

研究的目的:

• 识别和解决*Synechococcus* sp.中限制阿斯塔桑生产的代谢瓶. 在PCC 7002上.
• 通过一种以代谢学为指导的工程方法来提高阿斯塔克桑产量和生产率.

主要方法:

• 设计了一个 *Synechococcus* sp. 的基菌株. PCC 7002具有阿斯塔丁生物合成基因 (*crtZ*, *crtW*).
• 利用代谢学来识别限制速率的酶,特别是转基因酶 (TKT) 和IspG.
• 过度表达的候选基因 (*tkt*, *ispG*) 和优化的培养条件 (中等,光,温度) 改善了阿斯塔山丁的产生.

主要成果:

• 基菌株产生了6.2 mg/g干细胞重量 (DCW) 的阿斯塔克桑丁.
• 代谢分析表明TKT和IspG的瓶,由基因过度表达后的基底积累减少证实.
• 过度表达*tkt*增加了阿斯塔山丁含量到10.3 mg/g-DCW (66%的改善),而*ispG*过度表达没有显著影响. 优化条件产生了7.5 mg/L/day的生产力.

结论:

• 一个以代谢学为导向的设计-构建-测试-学习 (DBTL) 战略有效地识别和缓解了 *Synechococcus* sp. 的代谢瓶. 在PCC 7002上.
• 有针对性的代谢工程,特别是TKT过度表达,显著增强了阿斯塔山丁的积累,为高效的微生物生产铺平了道路.