关于谷氨酸域交换对皮帕斯塔丁产生影响的研究
Mengxi Wang1, Jie Zheng1, Wenqing Li1
1Key Laboratory of Food Processing and Quality Control, College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210000, PR China.
ACS synthetic biology
|November 28, 2025
概括
工程 Bacillus subtilis lipopeptide 通过 plipastatin 合成中的域交换来生产,显著提高了产量. 这种优化增强了农业和保存中的抗微生物应用.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 生物化学 生物化学
- 合成生物学 合成生物学
背景情况:
- 来自Bacillus subtilis的循环脂,如表面因子和皮帕斯,是强大的抗微生物药物.
- 在野生类型菌株中,天然的plipastatin产量明显低于表面素.
- 优化皮帕斯塔丁产量对于其农业和保存应用至关重要.
研究的目的:
- 通过对其非核糖体合成酶 (NRPS) 进行工程来增强Bacillus subtilis中的plipastatin生产.
- 调查皮帕斯和表面素NRPS模块之间的域交换对脂产量和特性的影响.
- 为了提高Bacillus subtilis衍生的脂的抗菌疗效.
主要方法:
- 构建了一个Bacillus subtilis (ΔppsΔsrf) 底盘,并集成了plipastatin基因集群.
- 在NRPS中采用域交换策略 (XU,XUC,XUT) 来修改皮平沙丁合成.
- 利用CRISPR/Cas9进行促进器工程,以进一步增强皮平沙丁基因表达.
- 进行发酵,HPLC分析和抗菌检测,以评估脂产量和生物活性.
主要成果:
- 一个单一生产品种 (M-25) 达到359.55毫克/升的标位.
- 通过保持基质特异性,XUT域交换策略产生了583.96 mg/L,增加了62%.
- 通过CRISPR/Cas9介导的促剂替代剂进一步增加了标位,达到612.45mg/L (70.3%的总改善).
- 工程菌株产生了新的C14-C16同类物质,并显示出增强的抗菌活性.
结论:
- 有针对性的NRPS域互换,特别是XUT策略,是优化利帕斯他林产量的有效方法.
- 促销器工程显著提高了Bacillus subtilis中的脂产量.
- 这项研究为NRPS工程提出了一个新的范式,推进了对微生物脂的理解和应用.
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