Eliminating the capsule-like layer to promote glucose uptake for hyaluronan production by engineered Corynebacterium glutamicum
Biotechnology paper published in Nature Communications (2020)
Abstract
Hyaluronan is widely used in cosmetics and pharmaceutics. Development of robust and safe cell factories and cultivation approaches to efficiently produce hyaluronan is of many interests. Here, we describe the metabolic engineering of Corynebacterium glutamicum and application of a fermentation strategy to manufacture hyaluronan with different molecular weights. C. glutamicum is engineered by combinatorial overexpression of type I hyaluronan synthase, enzymes of intermediate metabolic pathways and attenuation of extracellular polysaccharide biosynthesis. The engineered strain produces 34.2 g L-1 hyaluronan in fed-batch cultures. We find secreted hyaluronan encapsulates C. glutamicum, changes its cell morphology and inhibits metabolism. Disruption of the encapsulation with leech hyaluronidase restores metabolism and leads to hyper hyaluronan productions of 74.1 g L-1. Meanwhile, the molecular weight of hyaluronan is also highly tunable. These results demonstrate combinatorial optimization of cell factories and the extracellular environment is efficacious and likely applicable for the production of other biopolymers.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Leech hyaluronidase disrupts the polysaccharide capsule encapsulating engineered Corynebacterium glutamicum, restoring metabolism and elevating hyaluronan production from 34.2 g/L to 74.1 g/L.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese metabolic-engineering-Studie beschreibt die Modifikation von Corynebacterium glutamicum zur Hyaluronsäureproduktion mit erreichten 34,2 g/L in Fed-Batch-Kulturen und 74,1 g/L nach Disruption der HA-induzierten Zellverkapselung mittels Blutegel-Hyaluronidase, mit einstellbaren Molekulargewichten. Das Blutegel-Enzym wird eingesetzt, um die sezernierte HA-Kapsel abzubauen, die Bakterienzellen verkapselt und den Stoffwechsel hemmt, wodurch das Wachstum wiederhergestellt und die Ausbeuten drastisch gesteigert werden. Die Verbindung zum Fachgebiet der ASH beschränkt sich auf die Verwendung einer aus Blutegeln stammenden Hyaluronidase als Bioprozess-Reagenz in der industriellen Fermentation. Blutegel, Hirudotherapie, klinische Anwendungen oder eine Charakterisierung des Blutegel-Sekretoms über dieses spezifische Enzym hinaus sind nicht involviert, und die Relevanz der Studie beschränkt sich auf die biotechnologische Nutzung eines Blutegel-Enzyms.
Zitation
Eliminating the capsule-like layer to promote glucose uptake for hyaluronan production by engineered Corynebacterium glutamicum.
Wang Y et al. · Nature Communications, 2020
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026