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            代謝流分析引導改造惡臭假單胞菌生產鼠李糖脂

            2016-8-16 10:05:38   來源:   網址:www.eli28.com   點擊:

               代謝工程自從20年前作為一門新的學科由Bailey提出以來己經在眾多研宄領域得到了廣泛的應用和發展。細胞內代謝的變化是細胞對胞外環境改變的應答,如碳限制,氮限制狀況;或是對外加遺傳修飾的反應,如現有基因的高表達,新引入基因的表達,支路途徑的阻斷,調控基因的敲除等等。代謝流分析技術是了解細胞內代謝變化的一個最基本手段,代謝通量—般以代謝產物的比生成速率表示,在穩態條件下,細胞內中間代謝物的形成速率等于其消耗速率,此時胞內中間代謝物的濃度保持不變。在此時進行取樣,測定胞內氨基酸的質量同位體分布矢量,從而推導出目標代謝途徑的代謝流比,結合質量平衡關系式,就可以計算出細胞的代謝流量值。根據代謝流量分析的結果,我們可以評價外界環境的變化對細胞代謝的擾動闡釋未知基因的作用,分析遺傳操作如過表達、敲除等對細胞的影響[1]。

               鼠李糖脂是一種兼顧疏水與親水兩性的生物表面活性劑,因為能夠在兩相之間進行富集, 主要被用來作為綠色的洗滌劑。鼠李糖脂能夠通過微生物菌株中的伯克氏菌屬與假單胞菌屬天然菌株產生,但是考慮到原始菌株的生產毒性不利于大規模工業化生產。在最新的生產中,研究者Blank等將銅綠假單胞中的 rhlA 與 rhlB 導入重組惡臭假單胞菌 KT2440 中,以葡萄糖為碳源的搖瓶培養中,產量達到了 1.5g/L[2]。
              近日,德國亞琛大學Blank課題組在前期的研究基礎上,篩選出rhlA 與 rhlB兩個基因串聯表達的最適組成型啟動子,通過使用13C同位素標記的葡萄糖分析鼠李糖脂合成的代謝流程。研究發現LB培養基中成分僅僅有小部分貢獻于鼠李糖脂的合成,不能夠促進鼠李糖脂的合成,主要是作用于菌株的生長,而13%的鼠李糖脂包含C13葡萄糖來源的標記,說明了增強葡萄糖利用能夠提高鼠李糖脂的合成。通過上述實驗步驟的論證,研究者將鼠李糖脂的產量提高了兩倍,產量達到了3.2g/L。

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