通过协同代谢调节和发酵优化为高滴度沙利德化物生物合成的工程无等离子体大肠杆菌
Man Zhao1,2,3, Kerui Liu1,2,3, Xingyu Chen1,2,3
1Zhejiang Key Laboratory of Bioorganic Synthesis, College of Biotechnology and Bioengineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou, People's Republic of China.
我们设计了一种微生物菌株,用于高水平的化物生产,达到创纪录的33.68g/L. 这一突破克服了宝贵的Rhodiola rosea成分的生物合成挑战.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 代谢工程是代谢工程.
- 合成生物学 合成生物学
背景情况:
- 沙利德化物是来自Rhodiola rosea的关键生物活性化合物,具有显著的治疗潜力,但在高效的生物合成方面面临挑战.
- 目前的生产方法受到低产量和复杂的开采工艺的限制.
研究的目的:
- 开发一个强大的和可扩展的微生物平台,用于生产高位数的化.
- 为了克服与工程微生物中的沙利德化物生产相关的固有生物合成挑战.
主要方法:
- 通过基因组整合关键酶 (ARO10D331C和UGT85A1) 构建了一个无等离子体生产菌株 (W6U4),以增强前体合成和糖化.
- 实施了系统的代谢工程,加强了酸和石基酸盐通路,同时降低了竞争通路的下调.
- 在5L生物反应器中使用两阶段温度控制策略和早期日志相诱导优化料批发发酵.
主要成果:
- 在代谢途径优化后,在摇瓶中达到2.63g/L的沙利德化物标位.
- 在5L生物反应器中达到破纪录的沙利德化物度33.68g/L,残留醇最小 (0.40g/L).
- 证明了基因组整合和代谢工程对增强微生物生产的协同效应.
结论:
- 开发的综合战略建立了一个有效和稳定的微生物平台,用于工业规模的化生物合成.
- 这项工作在通过合成生物学和代谢工程生产有价值的自然产品方面取得了重大进展.
- 取得的高产量和纯度为具有成本效益和可持续的化生产铺平了道路.
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