分子對(duì)接優(yōu)選GGPPS模塊與釀酒酵母底盤適配性研究.pdf

1、利用合成生物學(xué)異源合成萜類化合物受到越來越廣泛的重視,先前的研究中已經(jīng)嘗試多種策略提高化合物的產(chǎn)量,但究其根本外源化合物的產(chǎn)量是取決于底盤細(xì)胞與外源模塊之間適配性的,因此,適配性的研究十分重要。
　　本研究中首先選擇6種不同來源的GGPP合酶(GGPPS),對(duì)它們與催化底物FPP的結(jié)合情況進(jìn)行了分子對(duì)接分析,發(fā)現(xiàn)它們的催化效力可能存在較大差別。為了驗(yàn)證分子對(duì)接結(jié)果的可信度,選擇催化效力排名1,4,6位的GGPPS,進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。<

2、br>　　分別選用來源于Taxus baccatax Taxus cuspidata、Erwinia herbicola和Saccharomyces cerevisiae的GGPPS,與Taxus brevifolia來源的TS構(gòu)成外源模塊,在兩種酵母底盤中進(jìn)行GGPPS、底盤細(xì)胞、基因表達(dá)水平之間的適配性研究,得到了產(chǎn)量達(dá)到72.8mg/L的紫杉二烯人工酵母,且得到了更為穩(wěn)定的利于工業(yè)發(fā)酵整合型功能酵母。蛋白融合策略的應(yīng)用沒能進(jìn)一步提

3、高紫杉二烯產(chǎn)量,但通過融合蛋白結(jié)構(gòu)的模擬,發(fā)現(xiàn)這是因?yàn)镚GPPS部分結(jié)構(gòu)的破壞所致,因此在應(yīng)用融合蛋白策略時(shí),需要保證酶結(jié)構(gòu)的完整。該部分研究說明底盤細(xì)胞與外源模塊之間的適配性對(duì)產(chǎn)物的合成至關(guān)重要,這是我們?cè)诨衔锂愒春铣芍行枰鉀Q的核心問題。
　　代謝物作為細(xì)胞調(diào)控過程的終產(chǎn)物,其含量變化被認(rèn)為是細(xì)胞對(duì)基因水平或外部環(huán)境變化的最終響應(yīng),是細(xì)胞系統(tǒng)信息的表型特征。本文對(duì)兩種原始底盤細(xì)胞的代謝組學(xué)分析,從代謝水平深入地分析YSG50

4、比W303-1A更適合紫杉二烯生產(chǎn)的原因。而紫杉二烯功能酵母與原始底盤細(xì)胞的代謝組對(duì)比,發(fā)現(xiàn)與糖酵解、TCA循環(huán)相關(guān)的許多代謝物含量發(fā)生了變化,這都利于了解紫杉二烯功能模塊的引入對(duì)酵母細(xì)胞代謝產(chǎn)生的影響。
　　外源模塊與底盤細(xì)胞的適配性是化合物異源合成研究的關(guān)鍵,本研究中采用的分子對(duì)接策略預(yù)測(cè)酶的催化水平,有利于實(shí)現(xiàn)合成生物學(xué)應(yīng)用中的理性設(shè)計(jì)。代謝組學(xué)分析的應(yīng)用,則可以提供更多外源模塊與底盤細(xì)胞相互作用的信息,因而可以發(fā)展為萜類化