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为解决对A. succinogenes生长发酵遗传代谢变化了解不足的问题,研究人员分析其转录组,发现精氨酸代谢相关作用。
产琥珀酸放线杆菌(
Actinobacillus succinogenes)因能利用多种碳源进行高浓度发酵,被视作生产琥珀酸(SA)最具潜力的菌株之一。然而,人们对其生长和发酵过程中的遗传及代谢变化了解有限,这阻碍了对该菌株的进一步改造,使其难以更好地应用于 SA 生产。在这项研究中,科研人员运用高通量 RNA 测序技术,分析了
A. succinogenes发酵过程中的转录组图谱。结果显示,与发酵 8 小时后的细胞相比,发酵 34 小时的细胞中,与甘油磷脂代谢和精氨酸生物合成途径相关的基因显著上调。
研究人员通过过表达或敲低编码精氨琥珀酸裂解酶(ArgH,精氨酸生物合成过程中的关键酶)的argH基因,探究了精氨酸对细胞生长和发酵的影响。研究发现,精氨酸代谢途径的完整性对细胞正常生长至关重要。在低 pH(5.0≤pH≤6.0)条件下,外源添加精氨酸和提高细胞内精氨酸代谢通量,均能促进细胞生长并提高 SA 产量。但在非低 pH(6.0≤pH≤7.0)条件下,精氨酸对细胞生长和 SA 产量并无显著影响。在非低 pH 条件下的 3 升生物反应器中,过表达菌株(::ArgH)的 SA 产量为 73.9g/L,生产速率为 1.65g/L/h,与对照菌株相近。这表明,A. succinogenes中的精氨酸代谢与抵抗酸应激的关系更为密切,与直接的 SA 生产关联相对较弱。这些研究成果为深入了解这种非模式微生物的关键生理生化过程提供了新的视角。