Производи

Разбирањето на метаболизмот на микробниот домаќин е од суштинско значење за развојот и оптимизацијата на биокаталитичките процеси базирани на цели клетки, бидејќи ја диктира ефикасноста на производството.Ова е особено точно за редокс биокатализата каде што се користат метаболички активни клетки поради регенеративниот капацитет на кофактор/коссупстрат ендогени во домаќинот.Рекомбинантната Escherichia coli се користеше за прекумерно производство на пролин-4-хидроксилаза (P4H), диоксигеназа која ја катализира хидроксилацијата на слободниот L-пролин во транс-4-хидрокси-L-пролин со а-кетоглутарат (a-KG) како коссупстрат.Во овој биокатализатор со цели клетки, централниот метаболизам на јаглеродот го обезбедува потребниот коссупстрат a-KG, спојувајќи ги бикаталитичките перформанси на P4H директно со метаболизмот на јаглеродот и метаболичката активност.Со примена на експериментални и компјутерски алатки за биологија, како што се метаболичко инженерство и (13) анализа на C-метаболичкиот флукс ((13) C-MFA), го истражувавме и квантитативно го опишавме физиолошкиот, метаболичкиот и биоенергетскиот одговор на целоклеточниот биокализатор на целната биоконверзија и идентификувани можни метаболички тесни грла за понатамошно рационално инженерство на патеката. Сојот на E. coli со недостаток на деградација на пролин беше конструиран со бришење на генот putA што ја кодира пролин дехидрогеназата.Биотрансформациите на цели клетки со овој мутант сој доведоа не само до квантитативна хидроксилација на пролин, туку и до удвојување на специфичната стапка на формирање на транс-4-L-хидроксипролин (хип), во споредба со дивиот тип.Анализата на јаглеродниот флукс преку централниот метаболизам на мутантниот вид откри дека зголемената побарувачка на a-KG за активност на P4H не го подобрува флуксот на генерирање на a-KG, што укажува на цврсто регулирана работа на циклусот на TCA под проучуваните услови.Во сојот од див тип, синтезата и катализата на P4H предизвикаа намалување на приносот на биомаса.Интересно е тоа што сојот ΔputA дополнително ја компензира поврзаната загуба на ATP и NADH со намалување на потребите за енергија за одржување при релативно ниски стапки на апсорпција на гликоза, наместо да ја зголеми активноста на TCA. да биде ветувачка за продуктивна катализа на P4H не само во однос на приносот на биотрансформација, туку и во однос на стапките на биотрансформација и навлегување на пролин и приносот на хип на изворот на енергија.Резултатите покажуваат дека, по нокаут на putA, спојувањето на TCA-циклусот со пролинската хидроксилација преку косупстратот a-KG станува клучен фактор што го ограничува и цел за дополнително подобрување на ефикасноста на биотрансформациите зависни од a-KG.