PII シグナルプロセッサータンパク質は原核生物や植物に広く普及しており、そこで多数の同化反応を制御しています。代謝産物を効率的に過剰生産するには、緊密な細胞制御回路を緩める必要があります。今回我々は、シアノバクテリア Synechocystis sp. の PII シグナル伝達タンパク質における単一点変異が存在することを実証します。PCC 6803 は、生体高分子シアノフィシン (マルチ L-アルギニル-ポリ-L-アスパラギン酸) の過剰蓄積を引き起こすアルギニン経路のロックを解除するのに十分です。この製品は、アミノ酸およびポリアスパラギン酸の供給源としてバイオテクノロジー的に興味深いものです。この研究は、カスタムメイドの PII シグナル伝達タンパク質を設計することによる経路工学の新しいアプローチを例示しています。ここでは、操作された Synechocystis sp.PII-I86N 変異を持つ PCC6803 株は、主要な酵素 N-アセチルグルタミン酸キナーゼ (NAGK) の構成的活性化を通じてアルギニンを過剰に蓄積しました。遺伝子操作された株 BW86 では、生体内 NAGK 活性が大幅に増加し、アルギニン含有量が 10 倍以上増加しました。野生型よりも。結果として、BW86株は試験条件下で細胞乾燥質量あたり最大57%のシアノフィシンを蓄積したが、これは現在までに報告されているシアノフィシンの最高収量である。BW86 株は、25 ～ >100 kDa の分子量範囲でシアノフィシンを生成しました。野生型は、30から100kDaを超える範囲のポリマーを生成した。BW86株によって生成されるシアノフィシンの高収量および高分子量と、シアノバクテリアの低い栄養素要求により、それはバイオテクノロジーによるシアノフィシン生成の有望な手段となっている。この研究はさらに、多くの細菌で発生する PII シグナル伝達タンパク質を使用した代謝経路工学の実現可能性を実証しています。
