Rewiring central metabolism in Komagataella phaffii for efficient mannose synthesis
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Mannose has wide-ranging applications but microbial fermentation remains underdeveloped compared to biotransformation for its production. The yeast Komagataella phaffii stands out as a premier synthetic biology platform, renowned for its safety profile and exceptional suitability for high-density fermentation. This established chassis organism is ideally positioned for large-scale mannose production through targeted rewiring of its mannose biosynthetic pathway via metabolic engineering. RESULTS: K. phaffii was metabolically engineered for efficient mannose production using a dual carbon source system: glycerol for biomass generation and glucose for mannose synthesis. To redirect carbon flux toward fructose-6-phosphate (F6P) accumulation at the glycolytic node, glycolytic flux was attenuated by knocking out the phosphofructokinase II (pfk2) gene and downregulating phosphofructokinase I (pfk1). Simultaneously, pentose phosphate pathway flux was reduced by downregulating glucose-6-phosphate dehydrogenase (zwf1). To enhance mannose biosynthesis, conversion of F6P into mannose was promoted by suppressing phosphomannose isomerase (PAS_chr3_1115) and overexpressing the Escherichia coli-derived phosphatase gene yniC. Additionally, three genes involved in arabinitol and ribitol production (PAS_chr2-2_0019, PAS_chr4_0754, and PAS_chr4_0988) were deleted to suppress byproduct accumulation. The engineered strain achieved ~ 121.1 g/L mannose in high-cell-density, fed-batch fermentation, representing the highest reported titer via microbial fermentation to date. CONCLUSIONS: This study achieved efficient mannose production in K. phaffii by remodeling central metabolism. It not only offers a new route for mannose biosynthesis but also establishes a model framework for engineering K. phaffii to produce other high-value bioactive compounds.
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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) | 0,001 | 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 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».