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天津工生所:肽聚糖合成基因突变提高谷棒电转效率

   日期:2018-11-09     来源:代谢工程与合成生物学    浏览:76    评论:0    
核心提示:天津工生所:肽聚糖合成基因突变提高谷棒电转效率
  

        谷氨酸棒杆菌是一种安全非致病阳性细菌,广泛应用于氨基酸发酵工业中。由于其细胞壁成分复杂,谷氨酸棒杆菌的转化效率并不高,成为对其进行代谢改造的限速瓶颈。尽管在感受态制作中添加细胞壁修饰物(甘氨酸,异烟肼等)可提高转化效率,但对细胞壁合成基因的定向改造尚未见有文献报道。

天津工业生物技术研究所的研究者们通过化学诱变获得一株谷氨酸高产菌SL 4,并意外发现该菌株的转化效率相比野生菌大幅提高。通过比较基因组学发现,SL 4菌株的肽聚糖合成基因ponA发生了Y489C突变。该突变在不添加修饰物时,可使谷棒ATCC 13869的转化效率提高19.25倍。

进一步研究证明,Y489C突变并未改变该蛋白在细胞膜的定位,但降低了肽聚糖的交联度,从而导致肽聚糖结构松散,利于摄取外源DNA。且该突变对谷氨酸外运没有影响。该研究首次证实了基因工程改造细胞壁肽聚糖合成基因,可大幅提高谷氨酸棒杆菌的电转化效率。

 

Fig .1  PonA蛋白功能图

 天津工生所:肽聚糖合成基因突变提高谷棒电转效率

Electro-transformation efficieny:

E.coli, about 109 cfu ug-1 DNA

C.glu ATCC 13032, can be improved up to 107 cfu ug-1 DNA

C.glu SL 4, about 1.94*106 cfu ug-1 DNA

C.glu ATCC 13869, about 3.14*103 cfu ug-1 DNA

The ponAY489Cmutant, 6.36*104 cfu ug-1 DNA

The ponAY489Cmutant + cell wall weakening agents, 2.36*106 cfu ug-1DNA

 
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