| 基于RNA-seq分析bdhA敲除对枯草芽孢杆菌产纳豆激酶和MK-7的影响 |
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| 引用本文： | 黄茜琳,黄俊宝,高旭丽,罗雅妮,陶伟,郭明雨,刘永圆,吴晶,吴超,薛正莲,陈宇,刘艳. 基于RNA-seq分析bdhA敲除对枯草芽孢杆菌产纳豆激酶和MK-7的影响[J]. 微生物学报, 2024, 64(7): 2394-2406 |
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| 作者姓名： | 黄茜琳 黄俊宝 高旭丽 罗雅妮 陶伟 郭明雨 刘永圆 吴晶 吴超 薛正莲 陈宇 刘艳 |
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| 作者单位： | 安徽工程大学生物与食品工程学院, 安徽 芜湖 241000;安徽工程大学生物与食品工程学院, 安徽 芜湖 241000;安徽省工业微生物分子育种工程实验室, 安徽 芜湖 241000 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(32372295)；安徽省高校杰出青年科研项目(2023AH020013)；安徽省大学生创新创业计划(202310363254) |
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| 摘 要： | 纳豆激酶(nattokinase, NK)具有多种生理功能，是治疗心血管疾病的理想药物。甲萘醌-7 (menaquinone-7, MK-7)是人体不可缺少的脂溶性维生素之一，可预防骨质疏松和帕金森等疾病。【目的】提高枯草芽孢杆菌中NK和MK-7共同生产的产量，揭示重组菌中共同生产NK和MK-7的机理，为MK-7和NK的生成提供新的代谢工程策略。【方法】以枯草芽孢杆菌为出发菌株，敲除2,3-丁二醇脱氢酶基因(bdhA)，构建一株能增加NK和MK-7共同生产的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 168-ΔbdhA。利用RNA-seq分析NK和MK-7合成途径关键酶编码基因的变化，总结NK和MK-7共同生产的机制。【结果】与原始菌株相比，Bacillus subtilis 168-ΔbdhA中2,3-丁二醇含量降低64.0%，为2.76 g/L。NK和MK-7的产量较原始菌株提高30.0%和60.0%。RNA-seq分析表明，中心碳代谢、氧化磷酸化和NK及MK-7合成等过程相关的基因表达存在差异。NK负调控因子codY下调2.19倍。在蛋白质分泌途径中，secA下调0.37倍，tatAD和tatC分别上调2.81倍和0.50倍。【结论】bdhA的敲除阻断了2,3-丁二醇的碳通量，促进甘油的吸收，碳通量更多地流向NK和MK-7的合成途径。负调控因子codY的下调促进NK转录，蛋白转运相关途径基因的上下调促进MK-7的胞外分泌，从而实现其产量的增加。
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| 关 键 词： | 枯草芽孢杆菌 纳豆激酶 甲萘醌-7 2,3-丁二醇脱氢酶 RNA-seq |
| 收稿时间： | 2023-12-13 |
| 修稿时间： | 2024-03-18 |
RNA-seq reveals the effects of bdhA knockout on co-production of nattokinase and menaquinone-7 by Bacillus subtilis |
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| HUANG Xilin,HUANG Junbao,GAO Xuli,LUO Yani,TAO Wei,GUO Mingyu,LIU Yongyuan,WU Jing,WU Chao,XUE Zhenglian,CHEN Yu,LIU Yan. RNA-seq reveals the effects of bdhA knockout on co-production of nattokinase and menaquinone-7 by Bacillus subtilis[J]. Acta microbiologica Sinica, 2024, 64(7): 2394-2406 |
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| Authors: | HUANG Xilin HUANG Junbao GAO Xuli LUO Yani TAO Wei GUO Mingyu LIU Yongyuan WU Jing WU Chao XUE Zhenglian CHEN Yu LIU Yan |
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| Affiliation: | College of Biology and Food Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, Anhui, China;College of Biology and Food Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, Anhui, China;Anhui Engineering Laboratory for Industrial Microbiology Molecular Breeding, Wuhu 241000, Anhui, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Bacillus subtilis nattokinase menaquinone-7 2,3-butanediol dehydrogenase RNA-seq |
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