Fine-Tuning of hemB Using CRISPRi for Increasing 5-Aminolevulinic Acid Production in Escherichia coli
Fine-Tuning of hemB Using CRISPRi for Increasing 5-Aminolevulinic Acid Production in Escherichia coli
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使用 CRISPRi 微调 hemB 以增加大肠杆菌中 5-氨基乙酰丙酸的产量
DOI：
10.3389/fmicb.2019.01731
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发表时间：
2019-07
影响因子：
5.2
通讯作者：
Qi Qingsheng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Su Tianyuan;Guo Qi;Zheng Yi;Liang Quanfeng;Wang Qian;Qi Qingsheng
5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）是血红素生物合成中重要的代谢中间体，广泛应用于医药、农业和有机合成等领域。与化学合成方法相比，微生物发酵生产ALA具有显着的经济和环境优势。然而，ALA下游的血红素生物合成途径对于细胞生存至关重要，因此不能完全阻断。在这项工作中，我们利用CRISPR干扰（CRISPRi）微调了参与血红素生物合成的关键酶HemB的表达，并研究了其对促进ALA积累的作用。 HemB 的活性分别下调 15%、19%、33%、36%、71% 和 80%，其中 6 个 CRISPRi 位点针对 hemB 的各个区域。与原始菌株相比，这些 hemB 弱化菌株中的 ALA 积累量从 90.2% 变化到 493.1%。这项工作为微调血红素生物合成途径以促进 ALA 生产提供了新的见解。
5-aminolevulinic acid (5-ALA) is an important metabolic intermediate in the biosynthesis of heme and has been broadly applied in medicine, agriculture, and organic synthesis. Compared to the chemical synthesis methods, microbial fermentation of ALA has significant economic and environmental advantages. However, the heme biosynthesis pathway downstream of ALA is essential for cell survival, so it cannot be completely blocked. In this work, we fine-tuned the expression of HemB, the key enzyme involved in heme biosynthesis, using CRISPR interference (CRISPRi), and investigated its effect on promoting ALA accumulation. The activity of HemB was down-regulated by 15, 19, 33, 36, 71, and 80% respectively, with six CRISPRi sites targeting various regions of hemB. ALA accumulation in these hemB weakened strains varied from 90.2 to 493.1% compared to that of the original strain. This work provided new insights into fine-tuning of heme biosynthesis pathway for promoting ALA production.
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