Ektoine (1,4,5,6-tetrahydro-2-metil-4-pirimidincarboboxyl kiselina,CAS: 96702-03-3), prirodna zaštitna molekula izlaže izuzetnu vodu - zadržavanje kapaciteta-80 puta veće od glicerola. Učinkovit bi ravnomjerno ravnomjerno ravnomjerno tlak stabilizira strukture proteina i makromolekula i štiti biološke sisteme u ekstremnim uvjetima okoliša. Zbog ovih izvanrednih svojstava, Ectoine se široko primjenjuje u industrijama kao što su kozmetika i poljoprivreda.
2023. godine, globalna tržišna veličina ektoina dosegla je 70 miliona, antitis očekuje seContinueGroweatacompoon -ualnualGrowthRed (CGGR) od5.4100 miliona do 2032. godine.
Nedavno je istraživački tim koji predvodi profesor Jiang Min sa Nanjing Technity univerzitet objavio je studij u prestižnom časopisu ACS sintetička biologija. Papir je pod nazivom "Visoka proizvodnja ektokelulozičnog hidrolizata Escherichia Coli putem metaboličkog i fermentacijskog inženjeringa".
Istraživači su izgradili modul sinteze ektoine uE. Colii ublažili su brzinu - ograničavajući korake, omogućavajući sintezu od 115,15 g / l ektoina koristeći glukozu u bioreaktoru od 5 l. Kad se hidrolizte od pšenice koristio kao izvor ugljika, prinos ektona dostigao je 134,08 g / l (s produktivnošću 0,33 g). To predstavlja najviši nivo sinteze ektoine mikroorganizmima koristeći nizak - koštao je biomasu do danas, pružajući tehničku podršku industrijskoj proizvodnji ektoina. Doktorski kandidat Feng Yifan prvi je autor rada, dok su profesor Xin Fengxue i vanredni profesor Jiang Wankui odgovarajući autori.
Prvo, istraživači su integriraliEctabcKlaster gena izveden iz halofilne bakterijeHalomonas VenustaU genomE. ColiMG1655, postizanje heterologne sinteze ektoina uE. Coli.
Slika|Metabolička inženjerska izgradnja proizvodnje ektona uE. Coli
Da biste se bavili diverzijom fosfoenolpyruvate (PEP) u domaćinu, istraživači su koristili Crispr {- CAS9 tehnologiju da izbacuju KRR gena - ključni gen u sistemu fosfotransferase (PTS). To je preusmjeravalo metabolički tok prema oksaloacetatu (OAA), povećavajući prinos ektona od 0,56 g / l do 1,27 g / l.
Kroz brzinu - ograničavajući analizu enzima koji kombinira fermentaciju i prekomjerne eksperimente, utvrđeno je da je aspartat Kinase Lysc metabolički grlo. Zbog toga, nakon prekomjernog supremiranja povratne informacije- otporni mutantni EclySc *, protresti prinos ektoina dodatno je povećan na 2,51 g / l.
Slika|Eliminacija brzine - ograničavajući korake na putu sinteze ektoine
Sistematična optimizacija srednjih komponenti - Uključujući vrste i koncentracije izvora ugljika i izvora dušika, kao i koncentracije natrijum-hlorida i magnezijum sulfata - nadaleko značajno poboljšano efikasnost sinteze. U bioreaktoru od 5 l, istraživači su utvrdili da bi se inhibitni učinak glukoze na sintezu ektoine mogao ublažiti usvajanjem dinamički kontrolirane strategije hranjenja (održavanje preostale koncentracije glukoze od 1,0 g / l). U međuvremenu, nakon optimizacije dodatnog vremena induktera da uravnoteži rast ćelija i sintezu ektoina, prinos ektoina dostigao je 115,15 g / l.
Slika|Optimizacija procesa fermentacije
Da bi se postigao nizak - proizvodnju troškova, glukoza je zamijenjena hidrolizatom pšeničnom slamom. Kroz preciznu kontrolu suplementacije od ugljičnog izvora, konačni prinos dostigao je 134,08 g / l (prinos 0,33 g / g šećera od 3,7 g / l / h), a do sada je dostigao najviši nivo za sintezu ectolizata za sintezu hidrolizata lignoceluloze.
Slika 1|Korištenje lignocelulozičnog hidrolizata kao izvora ugljika za proizvodnju ektona
Ovo istraživanje pokazuje strategiju u kojoj Escherichia Coli, putem metaboličkih i fermentacijskih inženjerskih modifikacija, efikasno koristi livocelulozijski hidroalyzat za proizvodnju ektona. Pruža novi put za nizak - troškove i ekološki prihvatljive biomanski. Koristeći multi - dimenzionalne strategije inženjerstva, kombinira jeftine sirovine sa efikasnom biosintezom. To ne samo napreduje industrijski potencijal proizvodnje ektoina, već nudi i referencu za biomanimalno visoko visok - vrednost - dodane.
Izjava o odricanju odgovornosti: Ovaj članak ima za cilj prenijeti najnovije informacije u sintetičkoj biologiji i ne predstavlja stav platforme. Ne predstavlja nikakve investicione savjete ili prijedloge, a najave službene / kompanije prevladava. Ovaj članak takođe nije preporuka plana liječenja. Za upute za planu liječenja, obratite se redovnoj bolnici.
