The effect of pyruvate kinase gene

The effect of pyruvate kinase gene (pyk) deletion on the physiology of Corynebacterium glutamicum ATCC13032 was investigated under biotin-sufficient, non-glutamate-producing conditions. In a complex medium containing 100 g/L glucose, a defined pyk deletion mutant, strain D1, exhibited 35% enhancement in glucose consumption rate, 37% increased growth and a 57% reduction in respiration rate compared to the wild-type parent. Significant upregulation of phosphoenolpyruvate (PEP) carboxylase and downregulation of PEP carboxykinase activities were observed in the D1 mutant, which may have prevented over-accumulation of PEP caused by the pyk deletion. Moreover, we found a dramatic 63% reduction in the activity of malate:quinone oxidoreductase (MQO) in the D1 mutant. MQO, a TCA cycle enzyme that converts malate to oxaloacetate (OAA), constitutes a major primary gate to the respiratory chain in C. glutamicum, thus explaining the reduced respiration rate in the mutant. Additionally, pyruvate carboxylase gene expression was downregulated in the mutant. These changes seemed to prevent OAA over-accumulation caused by the activity changes of PEP carboxylase/PEP carboxykinase. Intrinsically the same alterations were observed in the cultures conducted in a minimal medium containing 20 g/L glucose. Despite these responses in the mutant, metabolic distortion caused by pyk deletion under non-glutamate-producing conditions required amelioration by increased biomass production, as metabolome analysis revealed increased intracellular concentrations of several precursor metabolites for building block formation associated with pyk deletion. These fermentation profiles and metabolic alterations observed in the mutant reverted completely to the wild-type phenotypes in the pyk-complemented strain, suggesting the observed metabolic changes were caused by the pyk deletion. These results demonstrated multilateral strategies to overcome metabolic disturbance caused by pyk deletion in this bacterium.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ผลของ pyruvate kinase ยีน (pyk) ลบในสรีรวิทยา Corynebacterium glutamicum ATCC13032 ถูกสอบสวนภายใต้เงื่อนไขไม่ glutamate-ผลิต ไบโอตินเพียงพอ ในความซับซ้อนที่ประกอบด้วยกลูโคส 100 g/L, pyk กำหนดลบ mutant ต้องใช้ง 1 จัดแสดงเพิ่ม 35% อัตราการใช้น้ำตาลกลูโคส เจริญเติบโตเพิ่มขึ้น 37% และ 57% ลดอัตราการหายใจที่เปรียบเทียบกับหลักชนิดป่า Upregulation สำคัญของ carboxylase phosphoenolpyruvate (PEP) และ downregulation ของ PEP carboxykinase สุภัคใน mutant ง 1 ซึ่งอาจป้องกันเปอร์เซ็นต์สะสมของ PEP ที่เกิดจากการลบ pyk นอกจากนี้ เราพบลด 63% อย่างในกิจกรรมของมาลา: quinone oxidoreductase (MQO) ใน mutant ง 1 MQO เอนไซม์วัฏจักร TCA ที่แปลงมาลา oxaloacetate (OAA), ถือประตูหลักสำคัญไประบบทางเดินหายใจใน C. glutamicum จึง อธิบายอัตราการหายใจลดลงในการ mutant นอกจากนี้ pyruvate carboxylase ยีนถูก downregulated ในการ mutant เปลี่ยนแปลงเหล่านี้ดูเหมือนให้ OAA สะสมเกินเกิดจากการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของ PEP carboxylase/PEP carboxykinase ทำไรกันได้สังเกตในวัฒนธรรมในกลางน้อยที่สุดที่ประกอบด้วยกลูโคส 20 g/L แม้ มีการตอบสนองเหล่านี้ในการ mutant เผาผลาญเพี้ยนเกิดจาก pyk ลบภายใต้เงื่อนไขที่ไม่ใช่ glutamate-ผลิตจำเป็นต้องใช้ amelioration การผลิตชีวมวลเพิ่มขึ้น เป็น intracellular ความเข้มข้นของ metabolites สารตั้งต้นหลายสำหรับก่อสร้างบล็อกที่เกี่ยวข้องกับการลบ pyk เพิ่มการวิเคราะห์ metabolome ที่เปิดเผย โพรไฟล์หมักเหล่านี้และเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญใน mutant ที่แปลงกลับสมบูรณ์เป็นฟีชนิดป่าในตู้ pyk พันธุ์ แนะนำการเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญที่สังเกตได้เกิดจากการลบ pyk ผลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ากลยุทธ์พหุภาคีเพื่อเอาชนะการรบกวนที่เกิดจากการลบ pyk ในแบคทีเรียนี้เผาผลาญ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ผลของยีนไคเนสไพรู (PYK) ลบในสรีรวิทยาของ Corynebacterium glutamicum ATCC13032 ถูกตรวจสอบภายใต้ไบโอตินพอเพียงไม่กลูตาเมตที่ผลิตเงื่อนไข ในสื่อที่ซับซ้อนที่มี 100 กรัม / ลิตรกลูโคสกลายพันธุ์ที่กำหนดไว้ลบ PYK เป็นสายพันธุ์ D1, การเพิ่มประสิทธิภาพการจัดแสดงผลงาน 35% ของอัตราการบริโภคน้ำตาลกลูโคส 37% เพิ่มขึ้นการเจริญเติบโตและลดลง 57% ในอัตราการหายใจเมื่อเทียบกับผู้ปกครองป่าชนิด ที่สําคัญของ upregulation phosphoenolpyruvate (PEP) และคาร์บอกซิ downregulation กิจกรรม PEP carboxykinase ถูกตั้งข้อสังเกตในที่กลายพันธุ์ D1 ซึ่งอาจมีการป้องกันมากกว่าการสะสมของ PEP ที่เกิดจากการลบ PYK นอกจากนี้เรายังพบว่ามีการลดลงอย่างมากถึง 63% ในการทำงานของ malate นี้: oxidoreductase quinone (MQO) ใน D1 กลายพันธุ์ MQO, เอนไซม์วงจร TCA ที่แปลงมาเลทไป oxaloacetate (OAA) ถือเป็นประตูหลักที่สำคัญในการห่วงโซ่ระบบทางเดินหายใจใน glutamicum ซีจึงอธิบายอัตราการหายใจลดลงกลายพันธุ์ นอกจากนี้การแสดงออกของยีนคาร์บอกซิไพรูถูก downregulated ในกลายพันธุ์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ดูเหมือนจะป้องกันไม่ให้เกิดการสะสมของ OAA กว่าที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงการทำงานของคาร์บอกซิ PEP / PEP carboxykinase ภายในมีการปรับเปลี่ยนเหมือนกันถูกตั้งข้อสังเกตในวัฒนธรรมที่ดำเนินการในสื่อที่น้อยที่สุดที่มี 20 g / L กลูโคส แม้จะมีการตอบสนองเหล่านี้ในการกลายพันธุ์, การบิดเบือนที่เกิดจากการเผาผลาญลบ PYK ภายใต้เงื่อนไขที่ไม่กลูตาเมตที่ผลิตต้องเยียวยาจากการผลิตชีวมวลเพิ่มขึ้นเช่นการวิเคราะห์ metabolome เปิดเผยความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นภายในเซลล์ของสารสารตั้งต้นหลายสำหรับการสร้างบล็อกที่เกี่ยวข้องกับการก่อลบ PYK เหล่านี้รูปแบบการหมักและการเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญข้อสังเกตในที่กลายพันธุ์สมบูรณ์หวนกลับไป phenotypes ป่าชนิดในสายพันธุ์ PYK-ครบครันบอกการเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญสังเกตที่เกิดจากการลบ PYK เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงผลการกลยุทธ์พหุภาคีที่จะเอาชนะความวุ่นวายที่เกิดจากการเผาผลาญลบ PYK ในแบคทีเรียนี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ผลของไคเนสไพรูยีน ( pyk ) การลบในสรีรวิทยาของโคโรนีแบคทีเรียม glutamicum atcc13032 ศึกษาภายใต้ไบโอตินเพียงพอ ผงชูรส ไม่สร้างเงื่อนไข ในที่ซับซ้อนปานกลางที่มีน้ำตาลกลูโคส 100 กรัม / ลิตร การกําหนด pyk การลบกลายพันธุ์ , D1 สายพันธุ์ มี 35 % การเพิ่มอัตราการใช้กลูโคส37% การเจริญเติบโตที่เพิ่มขึ้นและการลดลง 57% เมื่อเทียบกับอัตราการหายใจของผู้ปกครอง ระหว่างที่สําคัญของฟอสโฟอีนอลไพรูเวต ( PEP ) และอวัยวะสืบพันธุ์ downregulation กิจกรรม carboxykinase PEP พบใน D1 กลายพันธุ์ ซึ่งอาจป้องกันได้มากกว่าการสะสมของความเผ็ดร้อนเกิดจาก pyk ลบ . นอกจากนี้เราพบว่าลดลง 63% อย่างมากในกิจกรรมของมาเลท :ควิโนนอ ซิโดรีดักเทส ( MQO ใน D1 ที่กลายพันธุ์ MQO , TCA รอบเอนไซม์ที่แปลง malate เพื่อซาโลอะซิเตต ( ประธาน ) ถือเป็นสาขาหลักประตูโซ่หายใจใน C glutamicum จึงอธิบายลดอัตราการหายใจในที่กลายพันธุ์ นอกจากนี้ ไพรูเวทคาร์บอกซีเลส คือ downregulated ในการแสดงออกของยีนกลายพันธุ์การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะป้องกันไม่ให้ประธานกว่าสะสมเกิดจากกิจกรรมการเปลี่ยนแปลงช่องอวัยวะสืบพันธุ์ / PEP carboxykinase . ภายในการเปลี่ยนแปลงเดียวกันที่พบในวัฒนธรรมและในอาหารขั้นต่ำที่ 20 กรัมต่อลิตรและกลูโคส แม้เหล่านี้ตอบสนองในที่กลายพันธุ์ความเพี้ยนที่เกิดจากการสลาย pyk ภายใต้เงื่อนไขการผลิตผงชูรสไม่ต้องแก้ไขโดยการเพิ่มการผลิตชีวมวล เช่น การวิเคราะห์เมตาบ ลมเพิ่มความเข้มข้นของสารโปรตีนภายในเซลล์ พบหลายอาคารการพัฒนาที่เกี่ยวข้องกับ pyk ลบ .การหมักและการเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญโปรไฟล์เหล่านี้พบในกลายพันธุ์เปลี่ยนสมบูรณ์ของฟีโนไทป์ใน pyk ครบครันเมื่อยา สังเกตการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการเผาผลาญ pyk ลบ . ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงกลยุทธ์พหุภาคีเพื่อเอาชนะการรบกวนการเผาผลาญที่เกิดจากการ pyk แบคทีเรียนี้