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生物膜磷脂头部组分分布改善大肠杆菌对产物的耐受性

上海工业生物技术研发中心 2017/9/19 10:57:50
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可再生原料和大宗化学品可通过微生物发酵法获得,但它们也会对微生物造成毒性。膜损伤通常被认为是这种毒性的主要机制。先前通过改变磷脂分布加强微生物膜的工作主要集中在脂肪酸尾部。美国爱荷华州立大学的研究者在大肠杆菌中证明了磷脂头部工程改造的新策略,相关研究结果发表在近期的《Metabolic engineering》杂志。

在这项研究中,研究者发现增加磷脂酰丝氨酸合成酶( pssA)的表达可显著增加辛酸(一种具有代表性的膜破坏性溶剂)的耐受性和产量。其它工业相关抑制剂如糠醛、乙酸盐、甲苯、乙醇和低pH的耐受性也增加。除了 pssA菌株中磷酸乙醇胺(PE)头基的相对丰度增加外,脂肪酸尾部的组合物也有变化,导致平均长度增加,不饱和百分比增加,环环丰度降低。 pssA菌株在膜完整性、表面电位、电化学势和疏水性方面也有显著变化;对细胞内酸化的敏感性;和磷脂尾的分布,包括平均长度和不饱和百分比的增加以及环状无的丰度减少。分子动力学模拟表明, PE膜具有增加乙醇浸入疏水核心的抗性以及膜厚度。只有头部组分分布或脂肪酸尾部分布改变的其它杂交模型显示,PE含量的增加只是双层厚度增加的原因,但疏水核心厚度增加的原因是头部组分和尾部脂肪酸。这项工作表明了在膜工程方面考虑膜头部组分以及建模方法的重要性。

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摘译自:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1096717617302367




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