उत्पादनहरू

माइक्रोबियल होस्टको चयापचय बुझ्न सम्पूर्ण-सेल आधारित बायोकैटालिटिक प्रक्रियाहरूको विकास र अनुकूलनको लागि आवश्यक छ, किनकि यसले उत्पादन दक्षता निर्धारण गर्दछ।यो विशेष गरी redox biocatalysis को लागि सत्य हो जहाँ मेटाबोलिकली सक्रिय कोशिकाहरू होस्टमा कोफ्याक्टर/कोसब्सट्रेट पुनर्जन्म क्षमताको कारणले नियोजित हुन्छन्।Recombinant Escherichia coli को प्रोलाइन-4-हाइड्रोक्सीलेस (P4H) को अत्यधिक उत्पादनको लागि प्रयोग गरिएको थियो, एक डाइअक्सिजेनेज फ्री एल-प्रोलाइनको हाइड्रोक्सीलेसनलाई ट्रान्स-4-हाइड्रोक्सी-एल-प्रोलाइनमा ए-केटोग्लुटारेट (a-KG) कोसबस्ट्रेटको रूपमा उत्प्रेरित गर्ने।यस सम्पूर्ण-कोशिका बायोकैटालिष्टमा, केन्द्रीय कार्बन मेटाबोलिज्मले आवश्यक कोसबस्ट्रेट a-KG प्रदान गर्दछ, P4H बायोकैटालिटिक प्रदर्शनलाई सीधा कार्बन मेटाबोलिजम र मेटाबोलिक गतिविधिमा जोड्छ।मेटाबोलिक इन्जिनियरिङ् र (१३)सी-मेटाबोलिक फ्लक्स एनालिसिस (१३)सी-एमएफए जस्ता प्रयोगात्मक र कम्प्युटेसनल जीवविज्ञान उपकरणहरू प्रयोग गरेर, हामीले सम्पूर्ण-कोशिका बायोकैटालिस्टको शारीरिक, मेटाबोलिक, र बायोएनर्जेटिक प्रतिक्रियालाई अनुसन्धान र मात्रात्मक रूपमा वर्णन गर्यौं। लक्षित जैव रूपान्तरणमा र थप तर्कसंगत मार्ग इन्जिनियरिङका लागि सम्भावित चयापचय अवरोधहरू पहिचान गरियो। एक प्रोलाइन डिग्रेडेसन-कम E. कोलाई स्ट्रेन पुटए जीन एन्कोडिङ प्रोलाइन डिहाइड्रोजनेज मेटाएर निर्माण गरिएको थियो।यस उत्परिवर्ती स्ट्रेनको साथ सम्पूर्ण-कोशिका बायोट्रान्सफर्मेसनले मात्रात्मक प्रोलाइन हाइड्रोक्सीलेसनमा मात्र नभई जंगली प्रकारको तुलनामा विशिष्ट ट्रान्स-4-एल-हाइड्रोक्साइप्रोलाइन (हाइप) गठन दरलाई दोब्बर बनाउन नेतृत्व गर्‍यो।उत्परिवर्ती तनावको केन्द्रीय चयापचयको माध्यमबाट कार्बन प्रवाहको विश्लेषणले पत्ता लगायो कि P4H गतिविधिको लागि बढेको a-KG मागले a-KG उत्पादन प्रवाहलाई बढाएको छैन, अध्ययन गरिएका सर्तहरूमा कडा रूपमा विनियमित TCA चक्र सञ्चालनलाई संकेत गर्दछ।जंगली प्रकारको तनावमा, P4H संश्लेषण र उत्प्रेरकले बायोमास उपजमा कमी ल्यायो।चाखलाग्दो कुरा के छ भने, ΔputA स्ट्रेनले TCA गतिविधि बढाउनुको सट्टा तुलनात्मक रूपमा कम ग्लुकोज अपटेक दरहरूमा मर्मतसम्भार ऊर्जा मागहरू घटाएर सम्बद्ध ATP र NADH नोक्सानलाई थप क्षतिपूर्ति दियो। पुन: संयोजक E. coli BL21(DE3)(pLysS) मा putA नकआउट फेला पर्यो। उत्पादनशील P4H उत्प्रेरकको लागि मात्र नभई बायोट्रान्सफर्मेसन उपजको सन्दर्भमा, तर बायोट्रान्सफर्मेसन र प्रोलाइन अपटेकको दर र ऊर्जा स्रोतमा हाइपको उपजको सन्दर्भमा पनि आशाजनक हुनुहोस्।नतिजाहरूले संकेत गर्दछ कि, पुटए नकआउटमा, कोसबस्ट्रेट a-KG मार्फत प्रोलाइन हाइड्रोक्सिलेशनमा TCA-चक्रको युग्मन एक प्रमुख कारक अवरोध र a-KG-निर्भर बायोट्रान्सफर्मेसनको दक्षतालाई अझ सुधार गर्ने लक्ष्य बन्छ।