ຜະລິດຕະພັນ

ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບ metabolism ຂອງ microbial host ເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການພັດທະນາແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການ biocatalytic ທັງຫມົດຈຸລັງ, ຍ້ອນວ່າມັນກໍານົດປະສິດທິພາບການຜະລິດ.ນີ້ແມ່ນຄວາມຈິງໂດຍສະເພາະສໍາລັບ redox biocatalysis ທີ່ຈຸລັງທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ metabolically ເຮັດວຽກເນື່ອງຈາກວ່າ cofactor / cosubstrate regenerative ຄວາມສາມາດ endogenous ໃນເຈົ້າພາບ.Recombinant Escherichia coli ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການຜະລິດເກີນ proline-4-hydroxylase (P4H), dioxygenase catalyzing hydroxylation ຂອງ L-proline ຟຣີເຂົ້າໄປໃນ trans-4-hydroxy-L-proline ກັບ a-ketoglutarate (a-KG) ເປັນ cosubstrate.ໃນ biocatalyst ຈຸລັງທັງຫມົດນີ້, metabolism ຄາບອນສູນກາງສະຫນອງ cosubstrate a-KG ທີ່ຕ້ອງການ, coupling P4H biocatalytic ປະສິດທິພາບໂດຍກົງກັບ metabolism ຄາບອນແລະກິດຈະກໍາ metabolic.ໂດຍການນຳໃຊ້ເຄື່ອງມືຊີວະວິທະຍາແບບທົດລອງ ແລະແບບຄຳນວນ, ເຊັ່ນ: ວິສະວະກຳການເຜົາຜານອາຫານ ແລະ (13) C-metabolic flux analysis ((13)C-MFA), ພວກເຮົາໄດ້ຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ອະທິບາຍປະລິມານການຕອບສະໜອງທາງສະລີລະວິທະຍາ, ການເຜົາຜານ ແລະ ພະລັງງານທາງຊີວະພາບຂອງ biocatalyst ທັງຈຸລັງ. ຕໍ່ກັບການປ່ຽນແປງທາງຊີວະພາບທີ່ຕັ້ງເປົ້າໝາຍ ແລະໄດ້ກໍານົດຂໍ້ບົກພ່ອງທາງຊີວະພາບທີ່ເປັນໄປໄດ້ສໍາລັບວິສະວະກໍາເສັ້ນທາງທີ່ສົມເຫດສົມຜົນຕື່ມອີກ. ສາຍພັນ E. coli ທີ່ຂາດການຍ່ອຍສະຫຼາຍ proline ໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນໂດຍການລຶບລ້າງການເຂົ້າລະຫັດ gene putA proline dehydrogenase.ການຫັນປ່ຽນທາງຊີວະພາບທັງໝົດດ້ວຍສາຍພັນທີ່ກາຍພັນນີ້ເຮັດໃຫ້ບໍ່ພຽງແຕ່ການ hydroxylation proline ໃນປະລິມານເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງເຮັດໃຫ້ອັດຕາການສ້າງ trans-4-L-hydroxyproline (hyp) ສະເພາະເພີ່ມຂຶ້ນເປັນສອງເທົ່າ, ເມື່ອປຽບທຽບກັບປະເພດທໍາມະຊາດ.ການວິເຄາະການໄຫຼຂອງຄາບອນຜ່ານ metabolism ສູນກາງຂອງສາຍພັນ mutant ໄດ້ເປີດເຜີຍວ່າຄວາມຕ້ອງການ a-KG ເພີ່ມຂຶ້ນສໍາລັບກິດຈະກໍາ P4H ບໍ່ໄດ້ເສີມຂະຫຍາຍ flux ການຜະລິດ a-KG, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງການດໍາເນີນງານຂອງວົງຈອນ TCA ທີ່ເຄັ່ງຄັດພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ໄດ້ສຶກສາ.ໃນຊະນິດພັນປ່າທໍາມະຊາດ, ການສັງເຄາະ P4H ແລະ catalysis ເຮັດໃຫ້ເກີດການຫຼຸດລົງຂອງຜົນຜະລິດຊີວະມວນ.ຫນ້າສົນໃຈ, ສາຍພັນ ΔputA ຍັງໄດ້ຊົດເຊີຍການສູນເສຍ ATP ແລະ NADH ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານການບໍາລຸງຮັກໃນອັດຕາການດູດຊຶມ glucose ຕ່ໍາ, ແທນທີ່ຈະເພີ່ມກິດຈະກໍາ TCA.The putA knockout ໃນ recombinant E. coli BL21(DE3)(pLysS) ພົບວ່າ. ມີຄວາມມຸ່ງຫວັງສໍາລັບການຜະລິດ catalysis P4H ບໍ່ພຽງແຕ່ໃນແງ່ຂອງຜົນຜະລິດ biotransformation, ແຕ່ຍັງກ່ຽວກັບອັດຕາສໍາລັບ biotransformation ແລະ proline uptake ແລະຜົນຜະລິດຂອງ hyp ໃນແຫຼ່ງພະລັງງານ.ຜົນໄດ້ຮັບຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ, ຫຼັງຈາກການເຊື່ອມຕົວຂອງວົງຈອນ TCA ກັບ proline hydroxylation ຜ່ານ cosubstrate a-KG ກາຍເປັນປັດໄຈທີ່ຈໍາກັດແລະເປົ້າຫມາຍທີ່ຈະປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງ biotransformations ທີ່ຂຶ້ນກັບ a-KG.