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CRISPRi-Guided Multiplexed Fine-Tuning of Metabolic Flux for Enhanced Lacto-N-neotetraose Production in Bacillus subtilis

枯草芽孢杆菌 木糖 磷酸戊糖途径 诱导剂 化学 基因 戊糖 生物化学 效价 代谢工程 生物 微生物学 细菌 发酵 代谢途径 糖酵解 遗传学 抗体
作者
Xiaomin Dong,Nan Li,Zhenmin Liu,Xueqin Lv,Yu Shen,Jianghua Li,Guocheng Du,Miao Wang,Long Liu
出处
期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:68 (8): 2477-2484 被引量:56
标识
DOI:10.1021/acs.jafc.9b07642
摘要

Lacto-N-neotetraose (LNnT), one of the oligosaccharides in human milk, has many beneficial effects on infant health. In a recent work, we have constructed a recombinant Bacillus subtilis strain for the production of LNnT. Here, we further improved LNnT production with a xylose-induced clustered regularly interspaced short palindromic repeats interference system. In particular, the expressions of pfkA and pyk genes in the Embden–Meyerhof–Parnas pathway module, zwf gene in the pentose phosphate pathway module, and mnaA gene in the teichoic acid synthesis module were downregulated. The LNnT titer was increased from 1.32 to 1.55 g/L. Furthermore, to improve the conversion efficiency of lacto-N-triose II to LNnT, we knocked out tuaD gene in branch pathway and improved the expression of lgtB gene, resulting in the further increase of LNnT titer to 2.01 g/L. Finally, the addition time and amount of inducer xylose were optimized, and LNnT titer reached 2.30 g/L in shake flask and 5.41 g/L in 3 L bioreactor.
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