利用系統(tǒng)代謝工程策略構建L-高絲氨酸高產菌株

L-高絲氨酸是一種有價值的非蛋白質氨基酸，是蘇氨酸和蛋氨酸生物合成的前體物質，在精草銨膦等許多重要化合物的合成方面具有廣闊的應用潛力。近年來，隨著L-高絲氨酸市場需求的不斷增加以及代謝工程和合成生物學的快速發(fā)展，開發(fā)適合于大規(guī)模工業(yè)生產的L-高絲氨酸微生物細胞工廠吸引了越來越多研究者的關注。

近日，江南大學生物工程學院研究團隊在《Metabolic Engineering》上發(fā)表題為“Development of a nonauxotrophic L-homoserine hyperproducer in Escherichia coli by systems metabolic engineering”的研究論文。該研究從野生型大腸桿菌出發(fā)，利用系統(tǒng)代謝工程策略成功構建出一株非營養(yǎng)缺陷型和無質粒的L-高絲氨酸高產菌株。

研究人員首先通過調控L-高絲氨酸降解途徑并增強合成流量構建了產L-高絲氨酸的初始菌株；然后，基于基因組對L-高絲氨酸生物合成代謝通量進行了優(yōu)化調整，涉及前體供應相關基因、L-高絲氨酸合成途徑基因和異源基因，通過修飾轉運系統(tǒng)促進L-高絲氨酸外排；最后，針對氧化還原輔因子對L-高絲氨酸合成的重要性，提出一種輔因子協(xié)同利用的策略，通過促進NADPH再生，以及引入異源的利用NADH的脫氫酶來協(xié)調菌體內的氧化還原輔因子水平，從而進一步提高了L-高絲氨酸的生產。最終構建的工程菌株為非營養(yǎng)缺陷型，且發(fā)酵過程中無需添加抗生素、無需誘導，在5 L分批補料發(fā)酵中L-高絲氨酸產量為85.29 g/L。

原文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1096717622000982

注：此研究成果摘自《Metabolic Engineering》，文章內容不代表本網站觀點和立場，僅供參考。

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