调控磷酸戊糖途径非氧化支路提高毕赤酵母的甲醇利用率

2025-06-05 40 1.13M 0

  摘要:毕赤酵母(Komagataella phaffii)是一种天然的甲基营养真核微生物,能以甲醇为唯一碳源进行生长代谢,常用于生产蛋白和各种代谢产物,但其内源代谢途径的甲醇利用效率有待进一步提高。该研究过表达磷酸戊糖途径非氧化支路的转酮醇酶(transketolase, tkt)、核糖-5-磷酸-3-差向异构酶(ribulose-5-phosphate-3-epimerase, rpe)和果糖二磷酸酶(fructose-1,6-bisphosphatase, fba)的编码基因,以促进甲醇的同化代谢。结果表明,tkt-GS115生物量OD600提升约1.7%,其最大比生长速率μ达到0.23 h-1;与对照菌株Δfldh相比,fba-Δfldh以最大比生长速率μ为0.23 h-1提前18 h进入生长阶段;rpe-Δfdh和fba-Δfdh逆转了其亲本菌株Δfdh不能在甲醇基本培养基中生长的表型,其中rpe-Δfdh展现出巨大的生长潜力,最高生物量OD600达到6.97,而fba-Δfdh的最大比生长速率μ高达0.36 h-1。各重组菌株的甲醇利用率因出发菌不同而存在差异:tkt-GS115、tkt-Δfldh、fba-Δfldh的甲醇利用效率分别提高0.017、0.007、0.034。该研究通过加强PPP非氧化支路的3个关键基因,有效提升了K. phaffii重组菌的甲醇代谢能力。

  文章目录

  1 材料与方法

  1.1 菌株和质粒

  1.2 培养基

  1.3 重组载体与菌株的构建

  1.3.1 重组载体的构建

  1.3.2 过表达菌株的构建与筛选

  1.4 生长曲线的测定

  1.5 实时荧光定量PCR

  1.6 甲醇残量测定

  2 结果与分析

  2.1 过表达菌株的表型验证

  2.2 比生长速率分析

  2.3 甲醇含量测定方法的可靠性分析

  2.4 重组菌株的甲醇消耗量分析

  2.4.1 以GS115为出发菌的重组菌株甲醇利用效率分析

  2.4.2 以Δfldh为出发菌的重组菌株甲醇消耗量分析

  2.4.3 以Δfdh为出发菌的重组菌株甲醇消耗量分析

  2.5 甲醇同化效率分析

  2.6 过表达rpe,tkt和fba后的转录水平分析

  3 结论与讨论



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