Metabolic engineering of <i>Bacillus subtilis</i> for<scp>l</scp>‐valine overproduction
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Bacillus subtilis has been commonly applied to industrial enzyme production due to its genetic tractability, “generally recognized as safe (GRAS)” status, and robust growth characteristics. In spite of its ideal attributes as a biomanufacturing platform, B. subtilis has seen limited use in the production of other value‐added biochemicals. Here, we report the derivation of engineered strains of B. subtilis for l ‐valine overproduction using our recently developed CRISPR (clustered regularly interspaced palindromic repeats)‐Cas9 (CRISPR‐associated [protein] 9) toolkit. We first manipulate the native l ‐valine biosynthetic pathway by relieving transcriptional and allosteric regulation, resulting in a >14‐fold increase in the l ‐valine titer, compared to the wild‐type strain. We subsequently identify and eliminate factors limiting l ‐valine overproduction, specifically increasing pyruvate availability and blocking the competing l ‐leucine and l ‐isoleucine biosynthetic pathways. By inactivating (a) pdhA , encoding the E1α subunit of the pyruvate dehydrogenase complex, to increase the intracellular pyruvate pool, and (b) leuA and ilvA , respectively encoding 2‐isopropylmalate synthase and l ‐threonine dehydratase, to abolish the competing pathways, the l ‐valine titer reached 4.61 g/L in shake flask cultures. Our engineered l ‐valine‐overproducing strains of B. subtilis are devoid of plasmids and do not sporulate due to the inactivation of sigF , encoding the sporulation‐specific transcription factor σ F , making them attractive for large‐scale l ‐valine production. However, acetate dissimilation was identified as limiting l ‐valine overproduction in Δ pdhA B. subtilis strains, and improving acetate dissimilation or identifying alternate modes of increasing pyruvate pools to enhance l ‐valine‐overproduction should be explored.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».