合成生物催化剂,摘译自Reprogramming T7RNA Polymerase in Escherichia coli Nissle 1917 under Specific Lac Operon for Efficient p-Coumaric Acid Production | ACS Synthetic Biology

 

 

Lac操作子在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中是控制T7RNA聚合酶(T7RNAP)和T7启动子正交的标准调节器,用于蛋白质的表达。然而,大肠杆菌Nissle 1917(EcN)这一独特的益生菌菌株少有精确适应T7系统的。

台湾成大I-Son Ng等在《ACS Synthetic Biology》发表文章“Reprogramming T7RNA Polymerase in Escherichia coli Nissle 1917 under Specific Lac Operon for Efficient p-Coumaric Acid Production”在大肠杆菌EcN中对T7RNAP进行适当重编程以生产对香豆酸(p-Coumaric Acid, pCA,人体健康必需的生物活性化合物之一)。该研究首先揭示了lac操纵子如何影响T7RNAP,对不同菌株的Lac操作子进行了生物信息学分析,发现在EcN中存在一个LacI的弱启动子;X-gal检测显示LacZ在EcN中高表达。然后在两个T7衍生的EcN中,分别在lambda和HK022位点整合来自BL21(DE3)的基因盒(包括lac UV5启动子、lacO、一个截断的lacZ)和T7RNAP,命名为ET7L和ET7H,研究乳糖浓度的影响以选择最佳的ET7菌株。随后通过探讨不同组合的复制来源、分子伴侣GroELS、诱导剂和培养基以微调具有酪氨酸氨解酶(TAL,将L-酪氨酸转化为pCA)的菌株来生产pCA。将不同复制来源(ori)的两个骨架,中拷贝数pBR322(表示为P)和高拷贝数RSF(表示为R)与RtTAL基因(Rt)组装并转化至ET7L或ET7H(表示为L和H),作为PRtL,RRtL,PRtH和RRtH的四种组合在模拟肠道环境中进行进一步测试。最后,在最佳条件下,使用RRtL(质粒形式)获得了78.8%的最高pCA转化率;在ET7L中的HK022处整合T7-RtTAL于模拟的肠道环境中获得了51.5%的转化率。

综上,本研究对T7RNAP进行适当重编程,加速了EcN成为活体细菌疗法有效的细胞工厂。

(李梦婷 摘译)


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