Mécanismes de divergence de production de rapamycine


...Début des Mécanismes de divergence de production de rapamycine ...

La cinétique de fermentation a fourni les indices extracellulaires pour la croissance cellulaire et la production de rapamycine. Cependant, le mécanisme de l'écart de production de rapamycine n'était pas encore compris. Pour résoudre ce problème, les profils des métabolites intracellulaires ont été réalisés par GC-MS pour révéler des biomarqueurs clés et un module métabolique ainsi que des enzymes clés dans la surproduction de rapamycine. Des échantillons ont été obtenus pour la souche de type sauvage et la souche mutante U2-3D9 pour détecter le pool de métabolites intracellulaires toutes les 24 h (48, 72, 96 et 120 h). Trois expériences parallèles ont été réalisées à chaque instant. En conséquence, environ 86 métabolites ont été identifiés et quantifiés par GS-MS (tableau supplémentaire S1), dont 29 acides organiques, 25 acides aminés et amides, 10 sucres et alcools, 8 acides gras, 7 nucléotides et 8 autres composés. Ensuite, l'ACP (R2 = 0.971, Q2 = 0.913) et la carte thermique ont été réalisées pour analyser la structure et la qualité des données métabolomiques.


...Milieu des Mécanismes de divergence de production de rapamycine ...

L'abondance relative de valine à quatre moments (48, 72, 96 et 120 h) chez le mutant était bien inférieure à celle de souche de type sauvage (Fig.5). Pendant ce temps, une corrélation négative claire pourrait être observée entre les concentrations la production de valine et de rapamycine, comme le montre la figure 2d. L'abondance relative d'isoleucine dans la souche mutante était de 0,646, 0,651, 0,698, 0,701, un peu plus faible que celle de la souche de type sauvage. Lorsque la croissance cellulaire est entrée dans la phase stable, la différence métabolique entre le mutant et le type sauvage est devenue plus évidente, et le niveau relatif d'isoleucine dans la souche de type sauvage était environ 2 fois celui de la souche mutante. En fait, l'isoleucine et la valine sont le précurseur de la méthylmalonyl-CoA [22, 24] qui est un nœud clé du carbone flux passe de la branche primaire à la branche métabolique secondaire [29, 33] comme la rapamycine [19 Par conséquent, plus d'isoleucine et de valine dans la souche mutante pourraient être utilisées pour fournir du méthylmalonyl-CoA pour la synthèse de la rapamycine. Comme analysé ci-dessus, le méthylmalonyl-CoA est un nœud clé pour améliorer la production de rapamycine, tandis que le métabolisme de la valine et de l'isoleucine sont des modules métaboliques clés liés à la synthèse de la rapamycine. Cette conclusion était conforme aux rapports de Jung et al.


...Fin des Mécanismes de divergence de production de rapamycine ...

Renforcement des acides aminés intracellulaires liés à la synthèse de la rapamycine . Afin de confirmer l'analyse ci-dessus, une stratégie d'alimentation exogène a été mise en œuvre en ajoutant 2,5 g / L d'arginine, tryptophane, lysine, glutamate, isoleucine, valine et ornithine dans un milieu de fermentation à différentes phases de culture [6, 28]. Le résultat a montré que la production de rapamycine était améliorée à différents degrés, comme le montre la figure 6. L'addition de lysine et d'isoleucine à 24 h a entraîné une augmentation de 2,3 et 2 fois de la concentration de rapamycine, respectivement. En outre, la production de rapamycine a été améliorée de 1,7 et 1,3 fois, respectivement, en ajoutant de l'arginine et du tryptophane à 36 h. L'ajout d'ornithineat pendant 60 h a permis d'améliorer la rapamycine de 49,8%. Nourrir la valine et le glutamate à 48 h a augmenté la production à 265,3 et 231,5 mg / L, respectivement. Ces résultats ont indiqué que l'addition de sept acides aminés différents était capable de promouvoir la production de papérapamycine à des degrés divers, et il était remarquable que l'addition de lysine entraînait l'amélioration la plus significative. Ainsi, il a été confirmé que les modules métaboliques des acides aminés étaient en effet étroitement associés à la synthèse de la rapamycine et la corrélation la plus étroite a été observée entre la production de lysine et de rapamycine.


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