Устранение капсулоподобного слоя для усиления захвата глюкозы при производстве гиалуронана модифицированной Corynebacterium glutamicum

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.

Аннотация взята из PubMed (NCBI) для цитируемой записи и приводится на языке оригинала. Авторитетной является версия в исходной публикации.

Аннотация оставлена без перевода, чтобы сохранить собственные формулировки авторов.

Методами метаболической инженерии Corynebacterium glutamicum (совместная сверхэкспрессия гиалуронансинтазы I типа и ферментов промежуточного обмена при ослаблении биосинтеза внеклеточных полисахаридов) получен штамм, дающий 34,2 г/л гиалуронана в культуре с подпиткой. Секретируемый гиалуронан, как выяснилось, инкапсулирует бактерии, меняет их морфологию и угнетает метаболизм; разрушение этой оболочки гиалуронидазой пиявки восстанавливало метаболизм и повышало выход до 74,1 г/л, а молекулярная масса продукта при этом хорошо регулируется. Авторы полагают, что комбинаторная оптимизация клеточной фабрики и внеклеточной среды, вероятно, применима к другим биополимерам.

Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой

Другие рецензируемые исследования в разделе «Разработка лекарственных препаратов».

• Гирудотерапия в медицине и стоматологии — Jha K et al. (2015)
• Лечение пиявками: история — Hyson J (2005)
• Гирудины азиатской медицинской пиявки Hirudinaria manillensis: те же, но другие — Lukas P et al. (2019)
• Транскриптомный анализ слюнной железы медицинской пиявки Hirudo nipponia — Lu Z et al. (2018)
• Молекулярно-динамические и фармакологические исследования вариантов гирудина Hirudinaria manillensis и Hirudo medicinalis, созданных методами белковой инженерии — Sun Y et al. (2022)
• Бесклеточный синтез варианта 1 гирудина кровососущей пиявки Hirudo medicinalis — Wüstenhagen D et al. (2020)
• Получение вариантов гирудина с помощью генно-инженерной микробной фабрики — Zhang J, Lan N (2018)
• Гирудин при гепарин-индуцированной тромбоцитопении — Lubenow N, Greinacher A (2002)
• Гирудин ослабляет диабетическую нефропатию путём ингибирования Gsdmd-опосредованного пироптоза — Han J et al. (2023)
• Гирудин как альтернативный антикоагулянт: исторический обзор — Markwardt F (2002)

Все исследования, проанализированные ASH →