Белки сигнального процессора PII широко распространены у прокариот и растений, где они контролируют множество анаболических реакций.Эффективное перепроизводство метаболитов требует расслабления жестких цепей клеточного контроля.Здесь мы демонстрируем, что одна точечная мутация в сигнальном белке PII из цианобактерии Synechocystis sp.РСС 6803 достаточно, чтобы разблокировать аргининовый путь, вызывающий избыточное накопление биополимера цианофицина (мульти-L-аргинил-поли-L-аспартат).Этот продукт представляет биотехнологический интерес как источник аминокислот и полиаспарагиновой кислоты.Эта работа иллюстрирует новый подход к инженерии путей путем разработки специально адаптированных сигнальных белков PII.Здесь сконструированный Synechocystis sp.Штамм PCC6803 с мутацией PII-I86N избыточно накапливал аргинин за счет конститутивной активации ключевого фермента N-ацетилглутаматкиназы (NAGK). В сконструированном штамме BW86 активность NAGK in vivo была сильно увеличена, что привело к более чем десятикратному увеличению содержания аргинина. чем у дикого типа.Как следствие, штамм BW86 накапливал до 57 % цианофицина на сухую массу клетки в тестируемых условиях, что является самым высоким выходом цианофицина, зарегистрированным на сегодняшний день.Штамм BW86 продуцировал цианофицин с молекулярной массой от 25 до >100 кДа;дикий тип продуцировал полимер в диапазоне от 30 до> 100 кДа. Высокий выход и высокая молекулярная масса цианофицина, продуцируемого штаммом BW86, наряду с низкими потребностями цианобактерий в питательных веществах делают его многообещающим средством для биотехнологического производства цианофицина.Кроме того, это исследование демонстрирует возможность инженерии метаболических путей с использованием сигнального белка PII, который встречается во многих бактериях.
