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题名构建多酶复合体强化异戊二烯生物合成
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作者
孙慧
屈虹男
孙甲琛
张根林
贾海洋
李春
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机构
石河子大学化学化工学院/化工绿色过程省部共建国家重点实验室培育基地
北京理工大学化学与化工学院生物化工研究所/医药分子科学与制剂工程工业和信息化部重点实验室
天津大学化工学院/系统生物工程教育部重点实验室
清华大学化学工程系工业生物催化教育部重点实验室
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出处
《化工学报》
北大核心
2025年第7期3436-3445,共10页
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基金
国家自然科学基金重点项目(22138006)
国家自然科学基金面上项目(2247081930)。
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文摘
针对大肠杆菌细胞工厂合成异戊二烯存在前体不足、有毒中间代谢物积累、产物流失等问题,利用合成生物学和代谢工程的方法,在大肠杆菌体内表达银白杨(Populus alba)来源的异戊二烯合酶,并通过多顺反子的形式过表达Dxs、Dxr和IspD的单个或多个基因,强化大肠杆菌内源的MEP途径。为缩短中间代谢产物在酶分子间的运输距离及时间,增强途径的底物隧道效应,运用蛋白支架策略将MEP途径中Dxs、Dxr和IspD酶进行共区域化,构建异戊二烯合成的多酶复合体,获得的工程菌株BL21(DE3)-ScaS,异戊二烯产量达到24 mg/L,较游离酶形式的工程菌株BL21(DE3)-FreeS的产量提高了35.7%。并通过工程菌株BL21(DE3)-ScaS质粒稳定性研究,发现发酵过程中补加抗生素能够显著提高不相容性重组质粒pET28a-DxsDxrIspD与pET21b-GSP-IspS的稳定性。同时,利用通量平衡分析(flux balance analysis,FBA)探究合成途径中关键酶的代谢通量分布情况,从理论层面证明了上述策略的有效性,为异戊二烯微生物细胞工厂的开发及应用提供了参考。
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关键词
异戊二烯
异戊二烯合酶
蛋白支架
多酶复合体
大肠杆菌
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Keywords
isoprene
isoprene synthase
protein scaffold
multi-enzyme complex
Escherichia coli
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分类号
Q816
[生物学—生物工程]
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