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Abstrakt
Polyhydroxyalkanoatsynthese durch rekombinanten Escherichia coli JM109, der PHA-Biosynthesegene von Comamonas sp. EB172 exprimiert
Lian-Ngit Yee, Tabassum Mumtaz, Mitra Mohammadi, Lai-Yee Phang, Yoshito Ando, Abdul Rahim Raha, Kumar Sudesh, Hidayah Ariffin, Mohd Ali Hassan und Mohd Rafein Zakaria
Der rekombinante Escherichia coli JM109, der das Polyhydroxyalkanoat (PHA)-Biosynthesegen (phaCABco) von Comamonas sp. EB172, einem säuretoleranten Mikroorganismus, enthält, wurde auf die Produktion von PHAs aus verschiedenen Kohlenstoffquellen untersucht. Die Studie ergab, dass der rekombinante E. coli JM109 das Potenzial hat, sowohl zucker- als auch säurebasierte Kohlenstoffquellen für die Biosynthese von Poly(3-hydroxybutyrat) P(3HB)- und Poly(3- hydroxybutyrat-co-3-hydroxyvalerat) P(3HB-co-3HV)-Copolymeren zu nutzen. In den Schüttelkolbenexperimenten war der Stamm in der Lage, P (3HB-co-3HV)-Copolymer aus gemischten organischen Säuren zu produzieren, und mit Glucose wurde eine höhere Produktivität erzielt als mit gemischten Säuren. Die PHA-Akkumulation war jedoch unabhängig von der verwendeten Kohlenstoffquelle ähnlich. Die Stickstoffergänzung des Mediums verbesserte das Zelltrockengewicht, beeinflusste jedoch die 3HV-Bildung bei der Copolymerproduktion negativ. Das maximale 3HV-Monomer (3 Mol%) wurde mit C/N 42,1 unter Verwendung von Mischsäuren als Kohlenstoffquelle erzielt. Im 2-Liter-Bioreaktor betrugen die Produktivität und der Ertrag basierend auf dem Substratnutzungskoeffizienten 0,16 g PHA/(Lh) und 0,41 g PHA/g Substrat bei C/N etwa 75, unter Verwendung von 20 g/l Glucose bzw. 0,5 g/l Ammoniumsulfat. Das vom rekombinanten Stamm produzierte Polymer hatte ein Molekulargewicht im Bereich von 8,5 x 105 bis 1,4 x 106 Da. Insgesamt hat die Fähigkeit des rekombinanten E. coli JM109, sowohl Glucose als auch Mischsäuren zu nutzen, seine Substratauswahl für die Fermentation erweitert und bietet jetzt auch die Möglichkeit, erneuerbare Biomasse zu verwenden.