کاهش تولید L-لایزین بوسیله حذف ddh و lysE و اثر آنها بر L-ترئونین و L-ایزولئوسین در کورین باکتریوم گلوتامیکوم

قیمت: 44,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

کاهش تولید L-لایزین بوسیله حذف ddh و lysE و اثر آنها بر L-ترئونین و L-ایزولئوسین در کورین باکتریوم گلوتامیکوم

عنوان لاتین

Attenuating l-lysine production by deletion of ddh and lysE and theireffect on l-threonine and l-isoleucine production in Corynebacteriumglutamicum

تولید تخمیری L-ترئونین و L-ایزولئوسین با کورین باکتریوم گلوتامیکوم عمومأ همراه با تولید جانبی L-لایزین بوده، که مسیر بیوسنتز جزئی با L-ترئونین و L-ایزولئوسین را به اشتراک می گذارد. با توجه به اینکه ماده پیشرو مستقیم برای سنتز L-لایزین، دی آمینو پیملات جزئی از پپتیدوگلیکان بوده و بدین طریق برای سنتز دیواره سلول ضروری است، کاهش تولید جانبی L-لایزین می تواند مشکل باشد. در اینجا، یک نژاد اساسی با تولید L-لایزین حذف شده از گونه وحشی سی. گلوتامیکوم ATCC13869 با حذف ddh و lysE کروموزومی ساخته شده است. علاوه بر این، نژاد اصلی و نیز نژاد جهش یافته منفرد ddh برای تولید L-ترئونین با بیان بیش از حد lysC1، hom1، thrB، و برای تولید L-ایزولئوسین توسط بیان بیش از حد lysC1، hom1، thrB و ilvA1 مهندسی شده اند. آزمایشات تخمیر با نژادهای مهندسی شده نشان دهنده این است که (i) حذف ddh تولید L-ترئونین را تا %17، و حذف مضاعف lysE تولید L-ترئونین را تا %28 بهبود می بخشد؛ (ii) حذف ddh تولید L-ایزولئوسین را تا %8 و رشد سلول را تا %21 افزایش داده، در حالیکه حذف مضاعف lysE اثر بیشتری بر تولید L-ایزولئوسین و رشد سلولی ندارد؛ (iii) تولید جانبی L-لایزین با حذف ddh و lysE در L-ترئونین و L-ایزولئوسین به ترتیب %95 و %86 کاهش می یابد. این مقاله نخستین گزارش در رابطه با بهبود تولید L-ترئونین و L-ایزولئوسین با حذف ddh و lysE در سی. گلوتامیکوم است. نتایج حاصل نشان دهنده حذف ddh و lysE به عنوان استراتژی موثری برای کاهش تولید جانبی L-لایزین بدون واگذاری رشد سلولی سی. گلوتامیکوم می باشد.

The fermentative production of l-threonine and l-isoleucine with Corynebacterium glutamicum is usu-ally accompanied by the by-production of l-lysine, which shares partial biosynthesis pathway withl-threonine and l-isoleucine. Since the direct precursor for l-lysine synthesis, diaminopimelate, is acomponent of peptidoglycan and thus essential for cell wall synthesis, reducing l-lysine by-productioncould be troublesome. Here, a basal strain with eliminated l-lysine production was constructed fromthe wild type C. glutamicum ATCC13869 by deleting the chromosomal ddh and lysE. Furthermore, thebasal strain as well as the ddh single mutant strain was engineered for l-threonine production by over-expressing lysC1, hom1 and thrB, and for l-isoleucine production by over-expressing lysC1, hom1, thrB andilvA1. Fermentation experiments with the engineered strains showed that (i) deletion of ddh improvedl-threonine production by 17%, and additional deletion of lysE further improved l-threonine productionby 28%; (ii) deletion of ddh improved l-isoleucine production by 8% and improved cell growth by 21%,whereas additional deletion of lysE had no further influence on both l-isoleucine production and cellgrowth; (iii) l-lysine by-production was reduced by 95% and 86% in l-threonine and l-isoleucine pro-duction, respectively, by deletion of ddh and lysE. This is the first report on improving l-threonine andl-isoleucine production by deleting ddh and lysE in C. glutamicum. The results demonstrate deletion of ddhand lysE as an effective strategy to reduce l-lysine by-production without surrendering the cell growthof C. glutamicum.