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通過HTZ1敲除和常壓室溫等離子體(ARTP)誘變提高釀酒酵母酪氨酸生物合成途徑水平

作者:admin 發布時間:2021/08/12 瀏覽量:834

本期為您推薦南開大學生命科學學院分子微生物與技術教育部重點實驗室喬明強教授研究團隊發表在國際知名期刊《ACS synthetic biology》上的一篇文章,原文題目為:Improving the Level of the Tyrosine Biosynthesis Pathway in Saccharomyces cerevisiae through HTZ1 Knockout and Atmospheric and Room Temperature Plasma (ARTP) Mutagenesis。


文章摘要內容如下:

芳香族化合物由于具有多種生物學特性,被廣泛用于食品、化工、化妝品和制藥行業。近年來,芳香族化合物作為增值化學品引起了更廣泛的關注。然而,由于它們目前主要從植物中獲得,存在培養期長、提取過程困難、純度低等問題,導致產量低、成本高。此外,這些化合物的化學合成也有諸多缺點,這限制了大多數芳香族化合物的合成。為了解決芳香族化合物短缺的問題,許多研究者通過在多種微生物中引入植物來源的基因來生產芳香族化合物。在已知的代謝途徑工程之后,這些改良的菌株可以產生更多的芳香族氨基酸。然而,其產量仍然遠遠不能滿足工業生產的需要。


L-酪氨酸作為芳香族化合物的前體,其濃度對于芳香族代謝物的生物合成至關重要。在本研究中,發現HTZ1的一個新功能與酪氨酸的生物合成有關,這一點尚未有報道。敲除該基因可以顯著提高酵母細胞合成酪氨酸的能力,其對香豆酸(p-CA)的滴度比野生型菌株BY4742高約3.9倍。隨后,通過一種新興的誘變技術,即常壓室溫等離子體(ARTP),對該菌株進行隨機誘變。經過兩輪誘變,得到了五個高產的酪氨酸突變體。其中p-CA的最高產量比野生型菌株高7.6倍。最后,對htz1Δ菌株和五個突變體的轉錄組數據進行了分析。對誘變菌株的基因組也進行了重測序,以揭示酪氨酸高滴度的內在機制。


文章精彩內容如下:

圖片1 

3 釀酒酵母的ARTP誘變


圖片2 

5 二次突變菌株表型及香豆酸產量


圖片3 

9 突變體葡萄糖代謝和酪氨酸生物合成途徑相關基因的轉錄水平。

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