Evolusi Laboratorium Adaptif Dua Langkah Meningkatkan Osmotoleransi pada Escherichia coli yang Direkayasa untuk Meningkatkan Biosintesis Suksinat

ABSTRAK
Asam suksinat (SA) adalah bahan kimia platform yang menjanjikan dengan aplikasi luas dalam industri pertanian, makanan, dan farmasi. Produksi SA oleh mikroba menggunakan Escherichia coli biasanya memerlukan penetral alkali untuk mempertahankan pH selama fermentasi, yang menyebabkan peningkatan tekanan osmotik yang sangat menghambat produksi SA. Galur ZZT215, yang berevolusi dari AFP111 menggunakan strategi evolusi laboratorium adaptif (ALE) dua langkah, menunjukkan peningkatan toleransi Na + dan produktivitas SA tanpa modifikasi genetik lebih lanjut. Dalam fermentasi bioreaktor 5 L, ZZT215 mengakumulasikan 87,02 g/L SA dengan produktivitas pada 1,01 g/(L·h), yang mewakili peningkatan 24,9% dan 21,7% dibandingkan dengan galur induk AFP111. Analisis transkriptomik mengungkapkan gen siklus TCA yang diatur turun dan transporter ABC yang diatur naik, yang menunjukkan adaptasi metabolik terhadap stres osmotik. Temuan ini menyoroti potensi ALE multi-langkah untuk merekayasa pabrik sel mikroba yang kuat untuk SA dan bahan kimia bernilai tinggi lainnya.