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基于异戊烯基焦磷酸异构酶的改造及表达优化提高异戊二烯产量
1
作者
孙瓅
刘春立
+3 位作者
刘秀霞
李业
杨艳坤
白仲虎
《食品与发酵工业》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第21期1-8,共8页
异戊二烯是最简单的萜烯类化合物,是橡胶、食品、医药和化妆品工业的重要原料。在微生物中构建甲羟戊酸(mevalonate,MVA)代谢途径是目前生产异戊二烯及其衍生萜烯的有效途径,但关键酶的活性和表达水平会限制异戊二烯的合成。针对关键酶...
异戊二烯是最简单的萜烯类化合物,是橡胶、食品、医药和化妆品工业的重要原料。在微生物中构建甲羟戊酸(mevalonate,MVA)代谢途径是目前生产异戊二烯及其衍生萜烯的有效途径,但关键酶的活性和表达水平会限制异戊二烯的合成。针对关键酶-异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IDI)的活性低等问题,该研究从酶工程、启动子工程和核糖体结合位点(ribosome binding site,RBS)工程3个方面对IDI的表达进行了优化。首先在大肠杆菌中建立了异戊二烯生产体系,挑选肺炎链球菌来源的IDI进行蛋白质建模和结构分析,计算得到了活性热点Met146并对其进行点突变。经过改造得到1株突变体Met146His,其将异戊二烯的产量提升至820.46 mg/L。接着针对该突变株进行启动子优化和RBS优化,最终得到的优化菌株将异戊二烯的产量提升至862.79 mg/L,是出发菌株的2.58倍。结果证明,对于IDI进行酶分子改造和表达优化以提高酶活性并调控表达水平,是提高异戊二烯产量的有效策略。IDI的优化也可以应用于异戊二烯的下游产物,如倍半萜和二萜等的生物合成。
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关键词
异戊烯基焦磷酸异构酶
理性设计
启动子
优化
核糖体结合位点优化
异戊二烯
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职称材料
题名
基于异戊烯基焦磷酸异构酶的改造及表达优化提高异戊二烯产量
1
作者
孙瓅
刘春立
刘秀霞
李业
杨艳坤
白仲虎
机构
江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室
江南大学工业生物技术教育部重点实验室
江南大学生物工程学院
出处
《食品与发酵工业》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第21期1-8,共8页
基金
江苏省自然科学基金项目(BK20190610)
中国博士后科学基金项目(2019M651696)。
文摘
异戊二烯是最简单的萜烯类化合物,是橡胶、食品、医药和化妆品工业的重要原料。在微生物中构建甲羟戊酸(mevalonate,MVA)代谢途径是目前生产异戊二烯及其衍生萜烯的有效途径,但关键酶的活性和表达水平会限制异戊二烯的合成。针对关键酶-异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IDI)的活性低等问题,该研究从酶工程、启动子工程和核糖体结合位点(ribosome binding site,RBS)工程3个方面对IDI的表达进行了优化。首先在大肠杆菌中建立了异戊二烯生产体系,挑选肺炎链球菌来源的IDI进行蛋白质建模和结构分析,计算得到了活性热点Met146并对其进行点突变。经过改造得到1株突变体Met146His,其将异戊二烯的产量提升至820.46 mg/L。接着针对该突变株进行启动子优化和RBS优化,最终得到的优化菌株将异戊二烯的产量提升至862.79 mg/L,是出发菌株的2.58倍。结果证明,对于IDI进行酶分子改造和表达优化以提高酶活性并调控表达水平,是提高异戊二烯产量的有效策略。IDI的优化也可以应用于异戊二烯的下游产物,如倍半萜和二萜等的生物合成。
关键词
异戊烯基焦磷酸异构酶
理性设计
启动子
优化
核糖体结合位点优化
异戊二烯
Keywords
isopentenyl pyrophosphate isomerase
rational design
promoter optimization
ribosome binding site optimization
isoprene
分类号
TQ221.226 [化学工程—有机化工]
TQ925 [轻工技术与工程—发酵工程]
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作者
出处
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被引量
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1
基于异戊烯基焦磷酸异构酶的改造及表达优化提高异戊二烯产量
孙瓅
刘春立
刘秀霞
李业
杨艳坤
白仲虎
《食品与发酵工业》
CAS
CSCD
北大核心
2023
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