Bidhaa

Kuelewa kimetaboliki ya mwenyeji wa vijiumbe ni muhimu kwa ajili ya ukuzaji na uboreshaji wa michakato ya kibayolojia yenye msingi wa seli nzima, kwani inaelekeza ufanisi wa uzalishaji.Hii ni kweli hasa kwa uchanganuzi wa kibaolojia wa redoksi ambapo seli zinazofanya kazi katika kimetaboliki hutumika kwa sababu ya uwezo wa kuzaliwa upya wa cofactor/cosubstrate ambao ni endo asili katika seva pangishi.Recombinant Escherichia coli ilitumika kwa kuzalisha kupita kiasi proline-4-hydroxylase (P4H), dioksijeni inayochochea hidroksidi ya L-proline isiyolipishwa kuwa trans-4-hydroxy-L-proline pamoja na-ketoglutarate (a-KG) kama substrate.Katika biocatalyst hii ya seli nzima, kimetaboliki kuu ya kaboni hutoa cosubstrate a-KG inayohitajika, kuunganisha utendaji wa kibayolojia wa P4H moja kwa moja na kimetaboliki ya kaboni na shughuli za kimetaboliki.Kwa kutumia zana za majaribio na za hesabu za baiolojia, kama vile uhandisi wa kimetaboliki na (13) uchanganuzi wa mtiririko wa kimetaboliki wa C ((13)C-MFA), tulichunguza na kufafanua kwa kiasi kikubwa mwitikio wa kisaikolojia, kimetaboliki na nishati ya kibiolojia ya kichanganuzi cha seli nzima. kwa ubadilishaji wa kibayolojia unaolengwa na kubainisha vikwazo vinavyowezekana vya kimetaboliki kwa uhandisi zaidi wa njia ya kimantiki. Aina ya E. koli yenye upungufu wa proline iliundwa kwa kufuta putA gene encoding proline dehydrogenase.Mabadiliko ya kibaiolojia ya seli nzima yenye aina hii ya mabadiliko yalisababisha sio tu kwa kiasi cha hidroksidi ya proline bali pia kuongezeka maradufu kwa kiwango maalum cha uundaji wa trans-4-L-hydroxyproline (hyp), ikilinganishwa na aina ya mwitu.Uchanganuzi wa mtiririko wa kaboni kupitia kimetaboliki kuu ya aina inayobadilika ulibaini kuwa ongezeko la mahitaji ya a-KG ya shughuli za P4H halikuongeza msukumo wa kuzalisha a-KG, ikionyesha uendeshaji wa mzunguko wa TCA uliodhibitiwa vilivyo chini ya masharti yaliyosomwa.Katika aina ya pori, usanisi wa P4H na kichocheo ulisababisha kupunguzwa kwa mavuno ya majani.Jambo la kufurahisha ni kwamba, aina ya ΔputA ilifidia zaidi hasara inayohusiana na ATP na NADH kwa kupunguza mahitaji ya nishati ya matengenezo kwa viwango vya chini vya uchukuaji wa glukosi, badala ya kuongeza shughuli za TCA. Mtoano wa putA katika recombinant E. coli BL21(DE3)(pLysS) ilipatikana kuwa na matumaini kwa kichocheo chenye tija cha P4H sio tu kwa suala la mavuno ya ubadilishaji wa kibaolojia, lakini pia kuhusu viwango vya ubadilishaji wa kibaolojia na uchukuaji wa proline na mavuno ya hyp kwenye chanzo cha nishati.Matokeo yanaonyesha kuwa, baada ya kugongana kwa putA, kuunganishwa kwa mzunguko wa TCA ili kueneza haidroksidi kupitia substrate a-KG inakuwa sababu kuu inayozuia na shabaha ya kuboresha zaidi ufanisi wa mabadiliko ya kibayolojia yanayotegemea-KG.