Эффект активации анаплеротических путей на СО2-зависимую анаэробную утилизацию глюкозы штаммами Escherichia coli, дефицитными по основным путям смешанно-кислотного брожения

Аннотация:

Исследован эффект активации анаплеротических путей на С02-зависимую анаэробную утилизацию глюкозы штаммами Escherichia coli, дефицитными по основным путям брожения и обладающими модифицированной системой транспорта и фосфорилирования глюкозы. Внутриклеточная генерация СО2 в штаммах обеспечивалась в результате оксидативного декарбоксилирования пировиноградной кислоты под действием пируватдегидрогеназы. В качестве внешнего источника СО2 использовали растворенный в среде бикарбонат натрия. Для обеспечения возможности анаплеротического карбоксилирования пировиноградной кислоты в щавелевоуксусную или яблочную кислоты в штаммах были оверэкспрессированы гены гетерологичной пируваткарбоксилазы и нативного НАДН-зависимого малатного фермента. Способность штаммов реокислять НАДН с участием продуктов карбоксилирования была также повышена за счет усиленной экспрессии гена малатдегидрогеназы. В случае эндогенного образования С02 активация анаплеротических путей не вызвала значимого увеличения анаэробного потребления глюкозы сконструированными штаммами. При этом экспрессия пируваткарбоксилазы приводила к значительному снижению секреции пировиноградной кислоты и заметному росту выхода четырехуглеродных метаболитов. Последующее повышение экспрессии НАДН-зависимого малатного фермента провоцировало возникновение в штаммах футильного цикла пируват — оксалоацегат — малат — пируват. Присутствие в среде внешнего источника СО2 резко повышало анаэробное потребление глюкозы штаммами, экспрессирующими пируваткарбоксилазу. Активность футильного цикла возрастала при повышении экспрессии малатного фермента и снижалась при повышении экспрессии малатдегидрогеназы. В результате эффективность СО2-зависимой анаэробной утилизации глюкозы сопряженной с формированием четырехуглеродных продуктов карбоксилирования повышалась в исследованных штаммах при преимущественной анаплеротической конверсии пировиноградной кислоты в щавелевоуксусную, с дальнейшим вовлечением сформированного предшественника в НАДН-расходующие биосинтетические реакции, доминирующие над реакциями выявленного футильного цикла.

Авторы:

Издание: Прикладная биохимия и микробиология
Год издания: 2018
Объем: 9с.
Дополнительная информация: 2018.-N 2.-С.149-157. Библ. 23 назв.
Просмотров: 25