在Synechocystis中通过基因和营养调节乙酰辅酶A水平以生产n-丁醇

背景：对使用光合蓝藻作为生物燃料和化学品生产宿主的兴趣很大。近期的研究显示，途径工程、酶耐受性和辅因子的使用对提高发酵产物的产量有帮助。结果：将n-丁醇途径插入到缺乏聚羟基丁酸酯合成的Synechocystis突变体中。我们发现氮饥饿使特定的丁醇生产力提高了三倍，但细胞生长停止限制了总n-丁醇的密度。代谢物分析显示，在氮饥饿期间乙酰辅酶A水平增加了两倍。引入一类磷酸酮醇酸酶在氮充足的条件下使乙酰辅酶A水平增加了六倍，并且在第8天丁醇的密度从22增加到37 mg/L。光自养代谢的通量平衡分析表明，Calvin-Benson-Bassham-磷酸酮醇酸酶途径的理论丁醇生产力高于CBB-恩德恩-迈耶霍夫-帕尔纳斯路径，并且丁醇的ATP需求减少。结论：这些结果表明，磷酸酮醇酸酶过表达和氮水平的调节是提高蓝藻中乙酰辅酶A衍生产物产量的两个有吸引力的途径，并可以与互补的代谢工程策略结合实施。