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酿酒酵母首次利用多酶组装法提高法尼烯/醇产量

   日期:2018-02-20     来源:上海工业生物技术研发中心    浏览:981    评论:0    
核心提示:研究人员针对酿酒酵母这一底盘细胞的多酶反应,创造性的使用酵母内源“类病毒”状脚手架蛋白融合表达途径酶,实现多酶空间上的靠近,提高了法尼烯和法尼醇的产量。
  
 酿酒酵母首次利 利用融合表达或其它方式拉近酶之间物理距离,可降低多酶代谢途径中间体的损耗,加速传递,提高整个代谢途径效率。在酿酒酵母应用该策略多是针对双酶反应途径,3个及以上酶的鲜有报道。研究人员针对酿酒酵母这一底盘细胞的多酶反应,创造性的使用酵母内源“类病毒”状脚手架蛋白融合表达途径酶,实现多酶空间上的靠近,提高了法尼烯和法尼醇的产量。

酿酒酵母首次利用多酶组装法提高法尼烯/醇产量

 

 

 

已知酿酒酵母转座子结构基因中TyA编码的蛋白可自组装成病毒样贝壳形蛋白,据此研究人员推测如果将法尼烯和法尼醇途径中3个关键基因和TyA融合表达,则可实现关键酶的定位靠近,有望加速反应进行,提高产量。实验发现融合表达菌株相比于单独表达菌株,法尼烯产量提高11倍,达到200 mg/l;法尼醇产量也有显著提高。并且TyA均置于酶表达基因C端对法尼烯合成最有利,而对法尼醇置于N端或C端影响不是很大。分批补料发酵7天,融合表达菌株法尼烯产量可达到930 mg/l,对照为300 mg/l。法尼醇产量为882 mg/l,对照为231 mg/l。

 

为了进一步验证产量提高的确是依赖TyA蛋白定位的功劳,研究人员还尝试纯化分离表达的蛋白,发现多集中于沉淀,而非融合蛋白在上清,暗示这3个蛋白可能与脚手架TyA一起形成大的复合体结构集中于沉淀。同时扫描电镜观测融合菌株中的TyA蛋白颗粒要明显大于非融合菌株,以上实验都暗示3个酶和TyA组合在一起形成复杂蛋白结构。

 

该试验首次尝试利用TyA表达蛋白作脚手架实现多酶的空间靠近,提高产物生成。用多酶组装法提高法尼烯/醇产量
 
     
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