Engineering Bacteroides thetaiotaomicron to produce non-native butyrate based on a genome-scale metabolic model-guided design

拟杆菌 丁酸盐 代谢工程 生物 微生物群 拟杆菌 生物化学 微生物学 细菌 遗传学 发酵
作者
Kangsan Kim,Donghui Choe,Yoseb Song,Minjeong Kang,Seung‐Goo Lee,Dae‐Hee Lee,Byung‐Kwan Cho
出处
期刊:Metabolic Engineering [Elsevier BV]
卷期号:68: 174-186 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.ymben.2021.10.005
摘要

Bacteroides thetaiotaomicron represents a major symbiont of the human gut microbiome that is increasingly viewed as a promising candidate strain for microbial therapeutics. Here, we engineer B. thetaiotaomicron for heterologous production of non-native butyrate as a proof-of-concept biochemical at therapeutically relevant concentrations. Since B. thetaiotaomicron is not a natural producer of butyrate, we heterologously expressed a butyrate biosynthetic pathway in the strain, which led to the production of butyrate at the final concentration of 12 mg/L in a rich medium. Further optimization of butyrate production was achieved by a round of metabolic engineering guided by an expanded genome-scale metabolic model (GEM) of B. thetaiotaomicron. The in silico knock-out simulation of the expanded model showed that pta and ldhD were the potent knock-out targets to enhance butyrate production. The maximum titer and specific productivity of butyrate in the pta-ldhD double knockout mutant increased by nearly 3.4 and 4.8 folds, respectively. To our knowledge, this is the first engineering attempt that enabled butyrate production from a non-butyrate producing commensal B. thetaiotaomicron. The study also highlights that B. thetaiotaomicron can serve as an effective strain for live microbial therapeutics in human.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
苗条柚子发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
1秒前
hachiikawa完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
1秒前
CACT完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
小申发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
idemipere完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
喜悦代真发布了新的文献求助10
5秒前
852应助高贵语海采纳,获得10
5秒前
好好学习完成签到,获得积分10
6秒前
积极热狗完成签到,获得积分10
6秒前
Magicbunny发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
liuyue完成签到,获得积分20
7秒前
Owen应助执着滑板采纳,获得10
7秒前
小海螺发布了新的文献求助10
7秒前
科研不掉头发完成签到,获得积分10
7秒前
斯文败类应助emerald采纳,获得10
8秒前
hope完成签到,获得积分10
8秒前
害羞的夏柳完成签到,获得积分10
8秒前
www关闭了www文献求助
8秒前
科研通AI6.3应助Spaz采纳,获得10
9秒前
www发布了新的文献求助10
9秒前
wangsensen发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
王玉琴完成签到,获得积分10
10秒前
小马甲应助Hedy0710采纳,获得10
10秒前
11秒前
YYYYYYY完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
模型平均及其应用 900
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
The Cambridge History of China 英文版16册 600
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7332791
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8947348
关于积分的说明 18981581
捐赠科研通 6986977
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3217104
关于科研通互助平台的介绍 2383554
邀请新用户注册赠送积分活动 2196915