Establishing Komagataella phaffii as a cell factory for efficient production of chondroitin sulfate

硫酸化 硫酸软骨素 生物化学 化学 代谢工程 异源的 生物合成 生物过程 生物反应器 异源表达 工业生物技术 突变体 细胞生物学 合成生物学 软骨素 原材料 发酵 电穿孔 生物 硫酸酯酶 细胞培养 生物技术 工业微生物学 生化工程
作者
Bin-Jiang Lv,Feng Xiao,Yingjia Pan,Dongfang Li,Jine Li,Chang Dong,Lei Huang,Zhinan Xu,Jiazhang Lian
出处
期刊:Biodesign research [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:8 (1): 100062-100062
标识
DOI:10.1016/j.bidere.2025.100062
摘要

Chondroitin sulfate (CS) is a vital sulfated glycosaminoglycan with essential physiological functions and broad applications in pharmaceuticals and nutraceuticals. Commercial CS production currently relies on extraction from animal tissues, which suffers from raw material scarcity, long production cycles, and safety concerns. Here, an efficient microbial platform for de novo biosynthesis of chondroitin sulfate A (CSA) was established in Komagataella phaffii . The chondroitin biosynthetic pathway was first reconstructed and optimized through rearrangement of three heterologous genes and promoter selection, achieving 927 mg/L unsulfated chondroitin. Functional expression of a chondroitin-4-O-sulfotransferase (CHST11) enabled the biosynthesis of 750.5 mg/L CSA with a sulfation degree of 2.6 %. Replacement of wild-type CHST11 with its engineered mutant (SMp) significantly enhanced sulfation to 12.1 %. Subsequent multi-copy genomic integration of the SMp expression cassette further increased the sulfation degree to 45.0 % while maintaining a high CSA titer of 1.10 g/L in shake flasks. Enhancement of the 3′-phosphoadenosine-5′-phosphosulfate (PAPS) supply, the key cofactor for sulfation, further improved sulfation to 48.0 %. Finally, the optimized strain PM06 achieved a CSA titer of 7.13 g/L with a sulfation degree of 48.4 % in a 5-L fed-batch fermentation, representing the highest microbial CSA production reported to date. This study demonstrates the successful establishment of K. phaffii as a robust cell factory for high-level and high-sulfation production of CSA. The modular engineering strategy described here provides a generalizable framework for balancing multi-enzyme pathways and offers an efficient, non-animal-derived route for the sustainable industrial production of CS.
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
刚刚
刚刚
1秒前
霏166完成签到,获得积分10
1秒前
安详凡完成签到 ,获得积分10
2秒前
t53bhm完成签到,获得积分10
2秒前
在水一方应助勤奋梨愁采纳,获得10
2秒前
skn完成签到 ,获得积分10
3秒前
小二郎应助sst采纳,获得10
4秒前
容嬷嬷发布了新的文献求助10
4秒前
锅包肉发布了新的文献求助10
4秒前
六月雪发布了新的文献求助10
4秒前
chenxi发布了新的文献求助10
5秒前
luzhigang发布了新的文献求助10
5秒前
活泼的贞发布了新的文献求助10
5秒前
真实的勒完成签到,获得积分10
5秒前
雪白的雪完成签到,获得积分10
5秒前
沉默发布了新的文献求助30
6秒前
科研小白发布了新的文献求助10
6秒前
zyp完成签到,获得积分10
7秒前
Kenny完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
陶醉惋清发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
真实的勒发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
哈哈发布了新的文献求助50
12秒前
完美世界应助t53bhm采纳,获得10
13秒前
zzyyqq发布了新的文献求助10
14秒前
九耳兔发布了新的文献求助10
14秒前
mzbgnk完成签到,获得积分10
15秒前
忧郁海莲发布了新的文献求助10
15秒前
wanci应助孤独的南松采纳,获得10
15秒前
Hello应助3sigma采纳,获得10
16秒前
16秒前
我是老大应助liux采纳,获得10
16秒前
17秒前
cch发布了新的文献求助10
17秒前
tyu完成签到 ,获得积分10
17秒前
阿鱼阿鱼完成签到 ,获得积分10
18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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
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 7407052
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9011585
关于积分的说明 19192315
捐赠科研通 7040344
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3232501
关于科研通互助平台的介绍 2394493
邀请新用户注册赠送积分活动 2214717