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.
Resumen
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.
Por qué esto importa para la hirudoterapia
Este estudio de ingeniería metabólica describe la modificación de Corynebacterium glutamicum para la producción de hialuronato (ácido hialurónico, HA), alcanzando 34,2 g/L en cultivos alimentados (fed-batch) y 74,1 g/L tras la disrupción de la encapsulación celular inducida por HA mediante hialuronidasa de sanguijuela, con pesos moleculares modulables. La enzima de la sanguijuela se emplea para degradar la cápsula de HA secretada que encapsula a las células bacterianas e inhibe el metabolismo, restaurando así el crecimiento e incrementando notablemente los rendimientos. La conexión con el ámbito de la ASH se limita al empleo de una hialuronidasa procedente de la sanguijuela como reactivo de bioprocesamiento en fermentación industrial. No se involucran sanguijuelas, hirudoterapia, aplicaciones clínicas ni caracterización del secretoma de la sanguijuela más allá de esta enzima concreta, y la relevancia del estudio se circunscribe a la explotación biotecnológica de una enzima de sanguijuela.
Citación
Eliminating the capsule-like layer to promote glucose uptake for hyaluronan production by engineered Corynebacterium glutamicum.
Wang Y et al. · Nature Communications, 2020
Contexto clínico relacionado
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Añadido a la biblioteca ASH: May 27, 2026 · Última actualización del sitio: 18 de junio de 2026