使用动态分子开关调控大肠杆菌生产莽草酸
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国家轻工技术与工程一流学科自主课题 (No. LITE2018-08),国家自然科学基金 (Nos. 21808083,21978113) 资助。


Using dynamic molecular switches for shikimic acid production in Escherichia coli
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National First-class Discipline Program of Light Industry Technology and Engineering (No. LITE2018-08), National Natural Science Foundation of China (Nos. 21808083, 21978113).

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    摘要:

    莽草酸是大肠杆菌合成芳香族氨基酸的中间代谢物,也是抗流感药物“达菲”的重要合成前体。合成莽草酸需要截断莽草酸途径,导致芳香族氨基酸无法合成,因此面临细胞生长受到抑制的问题。使用动态调控策略通过将细胞生长和莽草酸的合成相互分离,可以提高菌株的生产性能。通过使用生长偶联型启动子和降解决定子 (Degrons),组建动态分子开关。利用该动态分子开关实现细胞生长与莽草酸合成分离,在5 L发酵罐中经过72 h发酵得到了14.33 g/L的莽草酸。结果表明,这种动态分子开关可以通过调控靶蛋白丰度来改变碳流量平衡,使菌株获得更优秀的生产性能。

    Abstract:

    Shikimic acid is an intermediate metabolite in the synthesis of aromatic amino acids in Escherichia coli and a synthetic precursor of Tamiflu. The biosynthesis of shikimic acid requires blocking the downstream shikimic acid consuming pathway that leads to inefficient production and cell growth inhibition. In this study, a dynamic molecular switch was constructed by using growth phase-dependent promoters and degrons. This dynamic molecular switch was used to uncouple cell growth from shikimic acid synthesis, resulting in the production of 14.33 g/L shikimic acid after 72 h fermentation. These results show that the dynamic molecular switch could redirect the carbon flux by regulating the abundance of target enzymes, for better production.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

侯建屾,高聪,陈修来,刘立明. 使用动态分子开关调控大肠杆菌生产莽草酸[J]. 生物工程学报, 2020, 36(10): 2104-2112

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  • 收稿日期:2020-02-22
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