通过rDNA靶向的多基因整合技术，在Komagataella phaffii中从甲醇生产β-胡萝卜素，并通过逐渐增加抗生素浓度进行筛选

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Production of β-carotene from methanol via rDNA-targeted multi-gene integration and selection with increasing antibiotic concentrations in Komagataella phaffii

　　

摘要

甲醇是一种碳原子数为1的化合物，可以通过二氧化碳和废弃生物质生产，作为一种可替代石油的可再生原料而受到越来越多的关注。近年来，Komagataella phaffii作为一种有前景的微生物宿主，通过代谢工程实现了基于甲醇的增值化合物的生物合成。在这些化合物中，β-胡萝卜素（维生素A的前体，具有抗氧化特性）在食品、制药和化妆品行业中得到广泛应用。在这项研究中，我们旨在利用甲醇作为唯一的碳源，开发一种高产β-胡萝卜素的K. phaffii菌株。为此，我们从Xanthophyllomyces dendrorhous中获取了参与β-胡萝卜素生物合成的三个关键基因的片段——香叶基香叶基焦磷酸合成酶（crtE）、植烯去饱和酶（crtI）和番茄红素环化酶/植烯合成酶（crtYB），并通过rDNA靶向整合策略将其引入K. phaffii中。转化后，我们进行了迭代表型筛选，并结合逐步zeocin选择，以富集具有更高A450衍生类胡萝卜素特异性生产力的候选菌株。最终获得的菌株GS115/crt/Z2/01和GS115/crt/Z4/03的β-胡萝卜素浓度分别为101.8 mg/L和63.6 mg/L，其特定生产力分别为14.4 mg/g干细胞重量和17.0 mg/g干细胞重量。我们的结果证明了rDNA靶向多基因整合与A450衍生表型筛选及逐步zeocin选择相结合的方法在鉴定K. phaffii中目标化合物高产菌株方面的有效性。这种方法为利用基于甲醇的生物工艺可持续生产更多有价值的化学品带来了希望。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由AI生成的。

甲醇是一种碳原子数为1的化合物，可以通过二氧化碳和废弃生物质生产，作为一种可替代石油的可再生原料而受到越来越多的关注。近年来，Komagataella phaffii作为一种有前景的微生物宿主，通过代谢工程实现了基于甲醇的增值化合物的生物合成。在这些化合物中，β-胡萝卜素（维生素A的前体，具有抗氧化特性）在食品、制药和化妆品行业中得到广泛应用。在这项研究中，我们旨在利用甲醇作为唯一的碳源，开发一种高产β-胡萝卜素的K. phaffii菌株。为此，我们从Xanthophyllomyces dendrorhous中获取了参与β-胡萝卜素生物合成的三个关键基因的片段——香叶基香叶基焦磷酸合成酶（crtE）、植烯去饱和酶（crtI）和番茄红素环化酶/植烯合成酶（crtYB），并通过rDNA靶向整合策略将其引入K. phaffii中。转化后，我们进行了迭代表型筛选，并结合逐步zeocin选择，以富集具有更高A450衍生类胡萝卜素特异性生产力的候选菌株。最终获得的菌株GS115/crt/Z2/01和GS115/crt/Z4/03的β-胡萝卜素浓度分别为101.8 mg/L和63.6 mg/L，其特定生产力分别为14.4 mg/g干细胞重量和17.0 mg/g干细胞重量。我们的结果证明了rDNA靶向多基因整合与A450衍生表型筛选及逐步zeocin选择相结合的方法在鉴定K. phaffii中目标化合物高产菌株方面的有效性。这种方法为利用基于甲醇的生物工艺可持续生产更多有价值的化学品带来了希望。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由AI生成的。