उत्पादने

मायक्रोबियल होस्टचे चयापचय समजून घेणे संपूर्ण पेशी आधारित बायोकॅटॅलिटिक प्रक्रियेच्या विकासासाठी आणि ऑप्टिमायझेशनसाठी आवश्यक आहे, कारण ते उत्पादन कार्यक्षमतेवर अवलंबून असते.हे विशेषतः रेडॉक्स बायोकॅटॅलिसिससाठी खरे आहे जेथे मेटाबॉलिकली सक्रिय पेशी होस्टमध्ये अंतर्जात कोफॅक्टर/कोसबस्ट्रेट पुनर्जन्म क्षमता असल्यामुळे कार्यरत असतात.रीकॉम्बीनंट एस्चेरिचिया कोलीचा वापर प्रोलाइन-4-हायड्रॉक्सीलेस (पी4एच) च्या अतिउत्पादनासाठी केला गेला, एक डायऑक्सीजेनेस मुक्त एल-प्रोलाइनचे हायड्रॉक्सीलेशन ट्रान्स-4-हायड्रॉक्सी-एल-प्रोलाइनमध्ये उत्प्रेरित करते आणि ए-केटोग्लुटारेट (a-KG) सह कॉसबस्ट्रेट म्हणून होते.या संपूर्ण-सेल बायोकॅटॅलिस्टमध्ये, केंद्रीय कार्बन चयापचय आवश्यक कॉसबस्ट्रेट a-KG प्रदान करते, P4H बायोकॅटॅलिटिक कार्यप्रदर्शन थेट कार्बन चयापचय आणि चयापचय क्रियाकलापांना जोडते.चयापचय अभियांत्रिकी आणि (13)C-चयापचय प्रवाह विश्लेषण (13)C-MFA) या दोन्ही प्रायोगिक आणि संगणकीय जीवशास्त्र साधने वापरून, आम्ही संपूर्ण-सेल बायोकॅटलिस्टच्या शारीरिक, चयापचय आणि बायोएनर्जेटिक प्रतिसादाची तपासणी आणि परिमाणात्मक वर्णन केले. लक्ष्यित जैव रूपांतरणासाठी आणि पुढील तर्कसंगत मार्ग अभियांत्रिकीसाठी संभाव्य चयापचयातील अडथळे ओळखले. एक प्रोलाइन डिग्रेडेशन-कमतर E. कोलाई स्ट्रेन पुटए जीन एन्कोडिंग प्रोलाइन डिहायड्रोजनेज हटवून तयार केले गेले.या उत्परिवर्ती स्ट्रेनसह होल-सेल बायोट्रांसफॉर्मेशनमुळे केवळ परिमाणात्मक प्रोलाइन हायड्रॉक्सिलेशनच नाही तर जंगली प्रकाराच्या तुलनेत विशिष्ट ट्रान्स-4-एल-हायड्रॉक्सीप्रोलिन (हायप) निर्मिती दर दुप्पट झाला.उत्परिवर्ती स्ट्रेनच्या मध्यवर्ती चयापचयाद्वारे कार्बन फ्लक्सच्या विश्लेषणातून असे दिसून आले की P4H क्रियाकलापांसाठी वाढलेल्या a-KG मागणीमुळे a-KG जनरेटिंग फ्लक्स वाढला नाही, जो अभ्यास केलेल्या परिस्थितीनुसार कडकपणे नियंत्रित TCA सायकल ऑपरेशन दर्शवितो.जंगली प्रकारात, P4H संश्लेषण आणि उत्प्रेरकांमुळे बायोमास उत्पादनात घट झाली.विशेष म्हणजे, ΔputA स्ट्रेनने TCA क्रियाकलाप वाढवण्याऐवजी, तुलनेने कमी ग्लुकोज अपटेक दरांवर देखभाल उर्जेची मागणी कमी करून संबंधित ATP आणि NADH नुकसानाची भरपाई केली. रीकॉम्बीनंट E. coli BL21(DE3)(pLysS) मध्ये putA नॉकआउट आढळले. उत्पादक P4H उत्प्रेरक केवळ बायोट्रांसफॉर्मेशन उत्पन्नाच्या बाबतीतच नव्हे तर बायोट्रांसफॉर्मेशन आणि प्रोलाइन अपटेकच्या दर आणि उर्जा स्त्रोतावरील हायपच्या उत्पन्नाबाबत देखील आशादायक असेल.परिणाम सूचित करतात की, पुटए नॉकआउटवर, टीसीए-सायकलचे कॉसबस्ट्रेट a-KG द्वारे प्रोलाइन हायड्रॉक्सीलेशन करण्यासाठी जोडणे हे एक महत्त्वाचे घटक बनते आणि a-KG-आश्रित बायोट्रांसफॉर्मेशनची कार्यक्षमता आणखी सुधारण्याचे लक्ष्य बनते.