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Central carbon metabolism influences cellulase production in Bacillus licheniformis

地衣芽孢杆菌 纤维素酶 芽孢杆菌目 新陈代谢 杆菌科 微生物学 化学 芽孢杆菌(形态) 细菌 生物 食品科学 生物化学 枯草芽孢杆菌 纤维素 遗传学
作者
Jing Wang,Shi Liu,Yuan‐Xin Li,Haoyu Wang,Shan Xiao,C. Li,Bingnan Liu
出处
期刊:Letters in Applied Microbiology [Wiley]
卷期号:66 (1): 49-54 被引量:8
标识
DOI:10.1111/lam.12813
摘要

Bacillus licheniformis that can produce cellulase including endo glucanase and glucosidase is an important industrial microbe for cellulose degradation. The purpose of this research was to assess the effect of endo glucanase gene bglC and glucosidase gene bglH on the central metabolic flux in B. licheniformis. bglC and bglH were knocked out using homologous recombination method, respectively, and the corresponding knockout strains were obtained for 13C metabolic flux analysis. A significant change was observed in metabolic fluxes after 13C metabolic flux ratio analysis. In both of the knockout strains, the increased fluxes of the pentose phosphate pathway and malic enzyme reaction enabled an elevated supply of NADPH which provided enough reducing power for the in vivo synthesis reactions. The fluxes through tricarboxylic acid cycle and anaplerotic reactions increased fast in the two knockout strains, which meant more energy generated. The changed fluxes in central carbon metabolism provided a holistic view of the physiological status in B. licheniformis and possible targets for further strain engineering. Cellulase is very important in the field of agriculture and bioenergy because of its degrading effect on cellulosic biomass. This study presented the effect of central carbon metabolism on cellulase production in Bacillus licheniformis. The study also provided a holistic view of the physiological status in B. licheniformis. The shifted metabolism provided a quantitative evaluation of the biosynthesis of cellulase and a priority ranked target list for further strain engineering.
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