Suppr超能文献

在连续的合成气或 CO2/H2 混合物发酵过程中,利用 Tn7-tool 整合扩增的合成乙醇途径,并通过消除 pta、ack、spo0A 和 spo0J 来提供能量进行表达。

Expression of amplified synthetic ethanol pathway integrated using Tn7-tool and powered at the expense of eliminated pta, ack, spo0A and spo0J during continuous syngas or CO2 /H2 blend fermentation.

机构信息

Ajinomoto-Genetika Research Institute, Moscow, Russia.

出版信息

J Appl Microbiol. 2013 Apr;114(4):1033-45. doi: 10.1111/jam.12123. Epub 2013 Feb 1.

Abstract

AIMS

To engineer acetogen biocatalyst selectively overproducing ethanol from synthesis gas or CO2 /H2 as the only liquid carbonaceous product.

METHODS AND RESULTS

Ethanol-resistant mutant originally capable of producing only acetate from CO2 /CO was engineered to eliminate acetate production and spore formation using our proprietary Cre-lox66/lox71-system. Bi-functional aldehyde/alcohol dehydrogenase was inserted into the chromosome of the engineered mutant using Tn7-based approach. Recombinants with three or six copies of the inserted gene produced 525 mmol l(-1) and 1018 mmol l(-1) of ethanol, respectively, in five independent single-step fermentation runs 25 days each (P < 0.005) in five independent repeats using syngas blend 60% CO and 40% H2 . Ethanol production was 64% if only CO2 + H2 blend was used compared with syngas blend (P < 0.005).

CONCLUSIONS

Elimination of genes unnecessary for syngas fermentation can boost artificial integrated pathway performance.

SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY

Cell energy released via elimination of phosphotransacetylase, acetate kinase and early-stage sporulation genes boosted ethanol production. Deletion of sporulation genes added theft-proof feature to the engineered biocatalyst. Production of ethanol from CO2 /H2 blend might be utilized as a tool to mitigate global warming proportional to CO2 fermentation scale.

摘要

目的

通过工程化的方法,使产乙酸生物催化剂能够选择性地从合成气或 CO2/H2 中生产乙醇,作为唯一的液态碳源产物。

方法和结果

通过我们专有的 Cre-lox66/lox71 系统,对原本只能从 CO2/CO 生产乙酸的乙醇抗性突变体进行工程改造,以消除乙酸的产生和孢子形成。利用 Tn7 为基础的方法将双功能醛/醇脱氢酶插入到工程突变体的染色体中。携带插入基因三个或六个拷贝的重组体在五个独立的单次发酵运行中分别产生了 525mmol l(-1)和 1018mmol l(-1)的乙醇,每个运行持续 25 天(P < 0.005)。在五个独立重复实验中,使用 60% CO 和 40% H2 的合成气混合物进行发酵。与合成气混合物相比,仅使用 CO2 + H2 混合物时,乙醇产量为 64%(P < 0.005)。

结论

消除对合成气发酵不必要的基因可以提高人工整合途径的性能。

研究的意义和影响

通过消除磷酸转乙酰酶、乙酸激酶和早期孢子形成基因,细胞释放的能量促进了乙醇的生产。删除孢子形成基因为工程生物催化剂增加了防盗功能。从 CO2/H2 混合物中生产乙醇可以作为一种工具,根据 CO2 发酵规模的比例来缓解全球变暖。

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