Optimization of S. cerevisiae for quinolone production
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2023-08-21
Department
Major/Subject
Biosystem and biomaterials Engineering
Mcode
CHEM3028
Degree programme
Master’s Programme in Life Science Technologies
Language
en
Pages
60
Series
Abstract
Kinolonföreningar har visat sig ha en stor variation av egenskaper, särskilt värdefulla för läkemedelsindustrin, såsom antimikrobiella och svampdödande egenskaper. Kinolon baserade antimikrobiella läkemedel har utvecklats redan under en lång period och används idag för att behandla en mängd olika infektioner och sjukdomar. De nuvarande produktionssystemen för att producera dessa kinolon baserade läkemedel brukar metaller och starka kemikalier, vilket är både kostsamt och ohållbart. En möjlig lösning för att göra produktionen mer hållbar och kostnadseffektiv, skulle vara att använda mikrober för att producera en del av läkemedlets molekylstruktur och sedan lägga till de nödvändiga sidokedjorna med nuvarande produktionsmetoder. Denna ”halv-syntetiska” produktionsmodell har redan använts i produktionen av anti-malarialäkemedel i Saccharomyces cerevisiae och liknande modell kunde även användas för produktion av kinolon baserade läkemedel. Detta diplomarbete utforskar möjliga heterologa enzymer som behövs för att producera dessa kinolon- och kinolinföreningar i S. cerevisiae, och ytterlig optimering för bättre produktionsnivåer. De specifika kinolon föreningarna som ligger i fokus i detta arbete är 2,3-digydroxykinolin (DHQ) och 4-hydroxi-1-metyl-2-kinolon (HMQ). Optimeringsarbetet utnyttjar det syntetiska expressionssystemets (SES) promotorer för att reglera transkriptionen av produktionsenzymerna. Diplomarbetet inkluderar även konstruktion av ett kombinatoriskt promotorbibliotek för att hitta den bästa kombinationen av olika promotorer för produktion av kinolon- och kinolinföreningar. Resultaten antyder att CoA-ligas och polyketidsyntas (PKS) från Pseudomonas aeruginosa möjligen är de bäst lämpade enzymerna för kinolon och kinolin produktionen i S. cerevisiae. En möjlig flaskhals för optimal produktion kan vara tillgången till prekursorer, såsom antranilat och malonyl-CoA. Vid screening av högproducerande jäststammar från promotorbibloteket visade sig en stam, med en något starkare promotor för reglering av PKS enzymet än promotorn som reglerar CoA-ligas enzymet, vara den bästa stammen för produktion av både DHQ och HMQ (~190 mg/L och ~32 mg/L). Ytterligare optimering och screening av stammar behövs dock fortfarande för att nå liknande nivåer av DHQ och HMQ som erhållits i Escherichia coli.Description
Supervisor
Frey, AlexanderThesis advisor
de Ruijter, JorgKeywords
DHQ, HMQ, quinolone, metabolic engineering, S. cerevisiae