Productes

Entendre el metabolisme de l'hoste microbià és essencial per al desenvolupament i l'optimització de processos biocatalítics basats en cèl·lules senceres, ja que determina l'eficiència de la producció.Això és especialment cert per a la biocatàlisi redox on s'utilitzen cèl·lules metabòlicament actives a causa de la capacitat regenerativa del cofactor/cosubstrat endògena a l'hoste.Escherichia coli recombinant es va utilitzar per sobreproduir prolina-4-hidroxilasa (P4H), una dioxigenasa que catalitza la hidroxilació de L-prolina lliure en trans-4-hidroxi-L-prolina amb a-cetoglutarat (a-KG) com a cosubstrat.En aquest biocatalitzador de cèl·lules senceres, el metabolisme central del carboni proporciona el cosubstrat requerit a-KG, acoblant el rendiment biocatalític P4H directament al metabolisme del carboni i a l'activitat metabòlica.Mitjançant l'aplicació d'eines de biologia experimental i computacional, com ara l'enginyeria metabòlica i l'anàlisi de flux metabòlics (13)C ((13)C-MFA), vam investigar i descriure quantitativament la resposta fisiològica, metabòlica i bioenergètica del biocatalitzador de cèl·lules senceras. a la bioconversió dirigida i es va identificar possibles colls d'ampolla metabòlics per a una enginyeria de vies racionals.Les biotransformacions de cèl·lules senceres amb aquesta soca mutant van conduir no només a la hidroxilació quantitativa de la prolina, sinó també a una duplicació de la taxa de formació específica de trans-4-L-hidroxiprolina (hyp), en comparació amb el tipus salvatge.L'anàlisi del flux de carboni a través del metabolisme central de la soca mutant va revelar que l'augment de la demanda d'a-KG per a l'activitat de P4H no va millorar el flux generador de a-KG, cosa que indica un funcionament del cicle TCA estretament regulat en les condicions estudiades.A la soca de tipus salvatge, la síntesi i la catàlisi de P4H van provocar una reducció del rendiment de biomassa.Curiosament, la soca ΔputA va compensar addicionalment la pèrdua associada d'ATP i NADH reduint les demandes d'energia de manteniment a taxes d'absorció de glucosa comparablement baixes, en lloc d'augmentar l'activitat del TCA. ser prometedor per a la catàlisi productiva de P4H no només pel que fa al rendiment de biotransformació, sinó també pel que fa a les taxes de biotransformació i absorció de prolina i el rendiment de hyp a la font d'energia.Els resultats indiquen que, després d'una eliminació putA, l'acoblament del cicle TCA a la hidroxilació de la prolina mitjançant el cosubstrat a-KG es converteix en un factor clau de limitació i un objectiu per millorar encara més l'eficiència de les biotransformacions dependents de a-KG.