微生物合成磷脂酰絲氨酸的代謝通路優(yōu)化與基因編輯策略

微生物合成磷脂酰絲氨酸（PS）的代謝通路優(yōu)化與基因編輯策略是提高其產(chǎn)量和質(zhì)量的重要手段，以下是相關(guān)介紹：

微生物合成磷脂酰絲氨酸的代謝通路

真核微生物：在酵母中，磷脂酰絲氨酸通過(guò)CDP-二酰甘油與絲氨酸反應(yīng)生成，這一過(guò)程由其合成酶催化。

原核微生物：大腸桿菌等原核生物合成磷脂酰絲氨酸的途徑與酵母類(lèi)似，也是以CDP-二酰甘油和絲氨酸為底物，在磷脂酰絲氨酸合成酶的作用下合成，此外，還可以通過(guò)磷脂酶D（PLD）介導(dǎo)的磷脂酰膽堿（PC）與 L-絲氨酸的轉(zhuǎn)磷脂?；磻?yīng)合成磷脂酰絲氨酸。

代謝通路優(yōu)化策略

增加前體物質(zhì)供應(yīng)：在谷氨酸棒桿菌中，敲除L-絲氨酸代謝為丙酮酸途徑中的絲氨酸脫氨酶編碼基因sdaA，可使總磷脂中磷脂酰絲氨酸含量提高。同時(shí)，過(guò)表達(dá)3-磷酸甘油酸脫氫酶基因 serAΔ591、磷酸絲氨酸轉(zhuǎn)氨酶基因serC、磷酸絲氨酸磷酸酶基因serB和CDP-甘油二酯合成酶基因cdsA，也能顯著提高磷脂酰絲氨酸含量。

優(yōu)化關(guān)鍵酶基因：通過(guò)蛋白質(zhì)工程改造磷脂酶D（PLD），可以提高其轉(zhuǎn)磷脂?；钚?，降低水解活性。如對(duì)來(lái)源于鏈霉菌的PLD進(jìn)行改造，獲得的四突變體SkPLDY405A/Q407G/D370P/K478P，其磷脂酰絲氨酸產(chǎn)量比野生型提高了59.6%。

阻斷競(jìng)爭(zhēng)代謝途徑：敲除大腸桿菌中的sdaA、sdaB和pgpB基因，阻斷L-絲氨酸和磷酸乙醇酸的部分分解代謝途徑，可使磷脂酰絲氨酸在菌體總磷脂中的含量提高一倍多。

基因編輯策略

基因敲除：利用Red同源重組技術(shù)等基因編輯手段，敲除微生物中與磷脂酰絲氨酸合成競(jìng)爭(zhēng)的代謝途徑相關(guān)基因，如敲除谷氨酸棒桿菌中的sdaA基因，也可以敲除影響其產(chǎn)量的負(fù)調(diào)控基因，解除對(duì)它合成的抑制。

基因過(guò)表達(dá)：將磷脂酰絲氨酸合成途徑中的關(guān)鍵酶基因進(jìn)行過(guò)表達(dá)，如在谷氨酸棒桿菌中過(guò)表達(dá)serAΔ591、serC、serB、cdsA等基因，可增加它的合成，還可以引入外源的磷脂酰絲氨酸合成酶基因，如在谷氨酸棒桿菌中引入大腸桿菌K12的磷脂酰絲氨酸合成酶基因pssA，提高它的產(chǎn)量。

基因整合：通過(guò)轉(zhuǎn)座子插入技術(shù)等，將PLD的高表達(dá)模塊成功插入地衣芽孢桿菌中，篩選得到的重組菌株傳代穩(wěn)定，可高效表達(dá)PLD。

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