تولید ال-لیزین توسط باسیلوس متانولیکوس: آنالیز جهش ژنومی و مهندسی ترشح ال-لیزین

قیمت: 45,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

تولید ال-لیزین توسط باسیلوس متانولیکوس: آنالیز جهش ژنومی و مهندسی ترشح ال-لیزین

عنوان لاتین

l-lysine production by Bacillus methanolicus: Genome-based mutational analysis and l-lysine secretion engineering

باسیلوس متانولیکوس یک باکتری متیلوتروف است و در تحقیقات علمی و برای کاربردهای بیوتکنولوژی علاقه ی فزاینده ای به این باکتری ایجاد شده است. این باکتری قبلا برای تولید ال-گلوتامات، ال-لیزین، و دی آمین پنج کربنه کاداورین بر پایه ی متانول توسط سویه های وحشی، جهش یافته، و نوترکیب استفاده شده است. ژنوم های دو سویه ی جهش یافته ی B.methanolicus مختلف ترشح کننده ی ال-لیزین، NOA2#13A52-8A66 و M168-20، توالی یابی شدند. ما روی نقشه برداری جهشی در ژن های حاضر در مسیرهای بیوسنتز ال-لیزین و دیگر آمینواسیدهای مربوطه، همچنین متابولیسم اولیه ی سلول که برای تامین پیش سازها مهم است، متمرکز شدیم. علاوه بر جهش در ژن های مسیر آسپارتات dapG، lysA، و hom-1، ژن های هدف جدید جهش همچون alr، proA، proB1، leuC، odhA، و pdhD شناسایی شدند. جالب این که هیچ جهشی در ژن انتقال دهنده ی قلمداد شده ی ال-لیزین یعنی lysEMGA3 یافت نشد. بررسی توالی ژنوم B.methanolicus سویه ی وحشی PB1 دو ژن انتقال دهنده ی قلمداد شده ی ال-لیزین همولوگ یعنی lysEPB1 و lysE2PB1 را مشخص کرد. نقش زیستی این ژن های انتقال دهنده ی قلمداد شده ی ال-لیزین، همراه با ژن صادر کننده ی هترولوگ ال-لیزین lysECg از کورینه باکتریوم گلوتامیکوم بررسی شد. نتایج ما نشان داد که تیتر ال-لیزین ترشح شده در B.methanolicus به طور قابل توجهی با بیان بالای lysECg افزایش یافت در حالی که بیان بالای lysEMGA3، lysEPB1، و lysE2PB1 اثر قابل اندازه گیری ای نداشت.

Bacillus methanolicus is a methylotrophic bacterium with an increasing interest in academic research and for biotechnological applications. This bacterium was previously applied for methanol-based production of l-glutamate, l-lysine and the five-carbon diamine cadaverine by wild type, classical mutant and recombinant strains. The genomes of two different l-lysine secreting B. methanolicus classical mutant strains, NOA2#13A52-8A66 and M168-20, were sequenced. We focused on mutational mapping in genes present in l-lysine and other relevant amino acid biosynthetic pathways, as well as in the primary cell metabolism important for precursor supply. In addition to mutations in the aspartate pathway genes dapG, lysA and hom-1, new mutational target genes like alr, proA, proB1, leuC, odhA and pdhD were identified. Surprisingly, no mutations were found in the putative l-lysine transporter gene lysEMGA3. Inspection of the wild type B. methanolicus strain PB1 genome sequence identified two homologous putative l-lysine transporter genes, lysEPB1 and lysE2PB1. The biological role of these putative l-lysine transporter genes, together with the heterologous l-lysine exporter gene lysECg from Corynebacterium glutamicum, were therefore investigated. Our results demonstrated that the titer of secreted l-lysine in B. methanolicus was significantly increased by overexpression of lysECg while overexpression of lysEMGA3, lysEPB1 and lysE2PB1 had no measurable effect.