Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tăng cường sản xuất axit béo tự do trong Aspergillus oryzae bằng cách phá vỡ một gen acyl-CoA synthetase dự đoán
Tóm tắt
Axit béo là những phân tử hấp dẫn dùng làm nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu biodiesel. Trước đây, chúng tôi đã đạt được mức tăng gấp 2,4 lần trong sản xuất axit béo bằng cách tăng cường biểu hiện các gen liên quan đến tổng hợp axit béo trong Aspergillus oryzae. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã đạt được mức tăng thêm trong sản xuất axit béo bằng cách phá vỡ một gen acyl-CoA synthetase được dự đoán trong A. oryzae. Genome của A. oryzae được dự đoán là mã hóa sáu gen acyl-CoA synthetase và việc phá vỡ AO090011000642, một trong sáu gen này, dẫn đến sự tích lũy axit béo nội bào cao hơn gấp 9,2 lần (tương ứng với sản xuất tăng 0,23 mmol/g trọng lượng tế bào khô) so với chủng hoang dã. Hơn nữa, bằng cách giới thiệu một dấu hiệu niaD từ Aspergillus nidulans vào dòng biến đổi, cũng như thay đổi nồng độ nitơ trong môi trường nuôi cấy từ 10 lên 350 mM, năng suất axit béo đạt 0,54 mmol/g trọng lượng tế bào khô. Phân tích thành phần tương đối của các axit béo tự do chính nội bào do việc phá vỡ AO090011000642 so với chủng hoang dã cho thấy sự gia tăng axit stearic (từ 7 đến 26%), giảm axit linoleic (từ 50 xuống 27%), và không có sự thay đổi đáng kể nào ở axit palmitic hoặc oleic (mỗi loại khoảng 20-25%).
Từ khóa
#Aspergillus oryzae #axit béo tự do #acyl-CoA synthetase #sản xuất biodieselTài liệu tham khảo
Avis TJ, Bélanger RR (2001) Specificity and mode of action of the antifungal fatty acid cis-9-heptadecenoic acid produced by Pseudozyma flocculosa. Appl Environ Microbiol 67(2):956–960
Baker SE, Perrone G, Richardson NM, Gallo A, Kubicek CP (2012) Phylogenomic analysis of polyketide synthase-encoding genes in Trichoderma. Microbiology 158(1):147–154
Black PN, DiRusso CC (2007) Yeast acyl-CoA synthetases at the crossroads of fatty acid metabolism and regulation. Biochim Biophys Acta 1771(3):286–298
Chang PK, Wilson RA, Keller NP, Cleveland TE (2004) Deletion of the Delta12-oleic acid desaturase gene of a nonaflatoxigenic Aspergillus parasiticus field isolate affects conidiation and sclerotial development. J Appl Microbiol 97(6):1178–1184
Choi JY, Martin CE (1999) The Saccharomyces cerevisiae FAT1 gene encodes an acyl-CoA synthetase that is required for maintenance of very long chain fatty acid levels. J Biol Chem 274(8):4671–4683
Faergeman NJ, DiRusso CC, Elberger A, Knudsen J, Black PN (1997) Disruption of the Saccharomyces cerevisiae homologue to the murine fatty acid transport protein impairs uptake and growth on long-chain fatty acids. J Biol Chem 272(13):8531–8538
Faergeman NJ, Black PN, Zhao XD, Knudsen J, DiRusso CC (2001) The Acyl-CoA synthetases encoded within FAA1 and FAA4 in Saccharomyces cerevisiae function as components of the fatty acid transport system linking import, activation, and intracellular utilization. J Biol Chem 276(40):37051–37059
Goodridge AG (1972) Regulation of the activity of acetyl coenzyme A carboxylase by palmitoyl coenzyme A and citrate. J Biol Chem 247(21):6946–6952
Huh WK, Falvo JV, Gerke LC, Carroll AS, Howson RW, Weissman JS, O’Shea EK (2003) Global analysis of protein localization in budding yeast. Nature 425(6959):671–672
Ichihara K, Fukubayashi Y (2010) Preparation of fatty acid methyl esters for gas-liquid chromatography. J Lipid Res 51(3):635–640
Knoll LJ, Johnson DR, Gordon JI (1994) Biochemical studies of three Saccharomyces cerevisiae acyl-CoA synthetases, Faa1p, Faa2p, and Faa3p. J Biol Chem 269(23):16348–16356
Kroken S, Glass NL, Taylor JW, Yoder OC, Turgeon BG (2003) Phylogenomic analysis of type I polyketide synthase genes in pathogenic and saprobic ascomycetes. Proc Natl Acad Sci U S A 100(26):15670–15675
Machida M, Asai K, Sano M, Tanaka T, Kumagai T, Terai G, Kusumoto K, Arima T, Akita O, Kashiwagi Y, Abe K, Gomi K, Horiuchi H, Kitamoto K, Kobayashi T, Takeuchi M, Denning DW, Galagan JE, Nierman WC, Yu J, Archer DB, Bennett JW, Bhatnagar D, Cleveland TE, Fedorova ND, Gotoh O, Horikawa H, Hosoyama A, Ichinomiya M, Igarashi R, Iwashita K, Juvvadi PR, Kato M, Kato Y, Kin T, Kokubun A, Maeda H, Maeyama N, Maruyama J, Nagasaki H, Nakajima T, Oda K, Okada K, Paulsen I, Sakamoto K, Sawano T, Takahashi M, Takase K, Terabayashi Y, Wortman JR, Yamada O, Yamagata Y, Anazawa H, Hata Y, Koide Y, Komori T, Koyama Y, Minetoki T, Suharnan S, Tanaka A, Isono K, Kuhara S, Ogasawara N, Kikuchi H (2005) Genome sequencing and analysis of Aspergillus oryzae. Nature 438(7071):1157–1161
Marui J, Ohashi-Kunihiro S, Ando T, Nishimura M, Koike H, Machida M (2010) Penicillin biosynthesis in Aspergillus oryzae and its overproduction by genetic engineering. J Biosci Bioeng 110(1):8–11
Natter K, Leitner P, Faschinger A, Wolinski H, McCraith S, Fields S, Kohlwein SD (2005) The spatial organization of lipid synthesis in the yeast Saccharomyces cerevisiae derived from large scale green fluorescent protein tagging and high resolution microscopy. Mol Cell Proteomics 4(5):662–672
Peralta-Yahya PP, Zhang F, del Cardayre SB, Keasling JD (2012) Microbial engineering for the production of advanced biofuels. Nature 488(7411):320–328
Reiser K, Davis MA, Hynes MJ (2010) Aspergillus nidulans contains six possible fatty acyl-CoA synthetases with FaaB being the major synthetase for fatty acid degradation. Arch Microbiol 192(5):373–382
Scharnewski M, Pongdontri P, Mora G, Hoppert M, Fulda M (2008) Mutants of Saccharomyces cerevisiae deficient in acyl-CoA synthetases secrete fatty acids due to interrupted fatty acid recycling. FEBS J 275(11):2765–2778
Tamano K, Satoh Y, Ishii T, Terabayashi Y, Ohtaki S, Sano M, Takahashi T, Koyama Y, Mizutani O, Abe K, Machida M (2007) The beta-1,3-exoglucanase gene exgA (exg1) of Aspergillus oryzae is required to catabolize extracellular glucan, and is induced in growth on a solid surface. Biosci Biotechnol Biochem 71(4):926–934
Tamano K, Bruno KS, Karagiosis SA, Culley DE, Deng S, Collett JR, Umemura M, Koike H, Baker SE, Machida M (2013) Increased production of fatty acids and triglycerides in Aspergillus oryzae by enhancing expressions of fatty acid synthesis-related genes. Appl Microbiol Biotechnol 97(1):269–281
Tamura K, Stecher G, Peterson D, Filipski A, Kumar S (2013) MEGA6: molecular evolutionary genetics analysis version 6.0. Mol Biol Evol 30(12):2725–2729
van Roermund CW, Tabak HF, van Den Berg M, Wanders RJ, Hettema EH (2000) Pex11p plays a primary role in medium-chain fatty acid oxidation, a process that affects peroxisome number and size in Saccharomyces cerevisiae. J Cell Biol 150(3):489–498
Walters D, Raynor L, Mitchell A, Walker R, Walker K (2004) Antifungal activities of four fatty acids against plant pathogenic fungi. Mycopathologia 157(1):87–90
Watkins PA, Lu JF, Steinberg SJ, Gould SJ, Smith KD, Braiterman LT (1998) Disruption of the Saccharomyces cerevisiae FAT1 gene decreases very long-chain fatty acyl-CoA synthetase activity and elevates intracellular very long-chain fatty acid concentrations. J Biol Chem 273(29):18210–18219
Yamada O, Lee BR, Gomi K (1997) Transformation system for Aspergillus oryzae with double auxotrophic mutations, niaD and sC. Biosci Biotechnol Biochem 61(8):1367–1369