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通过HTZ1敲除和常压室温等离子体(ARTP)诱变提高酿酒酵母酪氨酸生物合成途径水平

作者:admin 发布时间:2021/08/12 浏览量:61

本期为您推荐南开大学生命科学学院分子微生物与技术教育部重点实验室乔明强教授研究团队发表在国际知名期刊《ACS synthetic biology》上的一篇文章,原文题目为:Improving the Level of the Tyrosine Biosynthesis Pathway in Saccharomyces cerevisiae through HTZ1 Knockout and Atmospheric and Room Temperature Plasma (ARTP) Mutagenesis。


文章摘要内容如下:

芳香族化合物由于具有多种生物学特性,被广泛用于食品、化工、化妆品和制药行业。近年来,芳香族化合物作为增值化学品引起了更广泛的关注。然而,由于它们目前主要从植物中获得,存在培养期长、提取过程困难、纯度低等问题,导致产量低、成本高。此外,这些化合物的化学合成也有诸多缺点,这限制了大多数芳香族化合物的合成。为了解决芳香族化合物短缺的问题,许多研究者通过在多种微生物中引入植物来源的基因来生产芳香族化合物。在已知的代谢途径工程之后,这些改良的菌株可以产生更多的芳香族氨基酸。然而,其产量仍然远远不能满足工业生产的需要。


L-酪氨酸作为芳香族化合物的前体,其浓度对于芳香族代谢物的生物合成至关重要。在本研究中,发现HTZ1的一个新功能与酪氨酸的生物合成有关,这一点尚未有报道。敲除该基因可以显著提高酵母细胞合成酪氨酸的能力,其对香豆酸(p-CA)的滴度比野生型菌株BY4742高约3.9倍。随后,通过一种新兴的诱变技术,即常压室温等离子体(ARTP),对该菌株进行随机诱变。经过两轮诱变,得到了五个高产的酪氨酸突变体。其中p-CA的最高产量比野生型菌株高7.6倍。最后,对htz1Δ菌株和五个突变体的转录组数据进行了分析。对诱变菌株的基因组也进行了重测序,以揭示酪氨酸高滴度的内在机制。


文章精彩内容如下:

图片1 

3 酿酒酵母的ARTP诱变


图片2 

5 二次突变菌株表型及香豆酸产量


图片3 

9 突变体葡萄糖代谢和酪氨酸生物合成途径相关基因的转录水平。