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天津科技大学:大肠杆菌L-苯丙氨酸过量生产的转录组学和代谢组学分析

论论资讯 | 2023-04-06 1热度

Microbial Cell Factories

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Transcriptomics and metabolomics analysis of L-phenylalanine overproduction in Escherichia coli

Sun W.; Ding D.; Bai D.; Lin Y.; Zhu Y.; Zhang C.; Zhang D.

Published:2023-04-06
DOI:10.1186/s12934-023-02070-w

研究背景

随着社会的发展,人们对高效生产生物化学品的需求越来越大。其中,L-苯丙氨酸是一种重要的生物化学品,广泛应用于医药、化工等领域。然而,目前生产L-苯丙氨酸的方法仍然存在一些问题,如产量低、成本高等。因此,研究如何提高L-苯丙氨酸的生产效率成为了当前研究领域的热点问题。

研究内容

该论文通过对工程化大肠杆菌进行转录组学和代谢组学分析,揭示了在发酵过程中代谢活动的整体变化,以及如何通过重新分配代谢通量来实现高产L-苯丙氨酸。研究发现,在16小时和24小时的发酵过程中,大肠杆菌的生物量增长率和产量最高,分别达到5.9h-1和2.76g/L/h。在48小时的发酵过程中,最大的L-苯丙氨酸含量达到了60g/L。在不同的发酵阶段,参与EMP、PP、TCA、SHIIK和L-苯丙氨酸分支途径的差异表达基因和代谢物显示出显著的差异。此外,其他与葡萄糖转运和磷酸盐代谢相关的基因增加了葡萄糖的吸收,并为碳通量重新分配做出了贡献。

研究意义

该研究通过转录组学和代谢组学分析,揭示了L-苯丙氨酸高效生产的代谢机制,并提出了重新分配代谢通量的策略。这项研究对于提高生物化学品的生产效率具有重要意义。同时,该研究还为进一步研究生物合成过程提供了新的思路和方法。

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