Please use this identifier to cite or link to this item: doi:10.22028/D291-27578
Title: Metabolic engineering of Basfia succiniciproducens for the production of carbon-three compounds
Author(s): Fabarius, Jonathan Thomas
Language: English
Publisher/Platform: Cuvillier Verlag
Year of Publication: 2018
Place of publication: Göttingen
SWD key words: Alanin
Free key words: Basfia
DDC notations: 500 Science
570 Life sciences, biology
Publikation type: Dissertation
Abstract: The recent rise of bio-succinic acid as industrial platform chemical has brought the rumen bacterium Basfia succiniciproducens, a natural producer of this organic acid, into the focus of research. In order to upgrade this industrial producer into a cell factory of broader use, the potential of B. succiniproducens to produce carbon-three compounds was explored. A new genome engineering approach and the identification of suitable promoters for gene expression was targeted. For production of the C3 chemical alanine from glucose and xylose, a bioprocess was developed. Genetic engineering for β-alanine and 3-hydroxypropionate (3-HP) production was examined. A blue-white selection screening system for genome engineering was established, using a lacZ deficient strain. Suitable promoters for heterologous expression of different genes of interest were identified. Using B. succiniciproducens ALA-1, hosting a genomic copy of an alanine dehydrogenase from Geobacillus stearothermophilus, alanine production was improved to 29 g L-1 by establishing a fed-batch strategy under anaerobic conditions. Via equipment of B. succiniciproducens with an episomal copy of an aspartate 1-decarboxylase from Corynebacterium glutamicum or Vibrio natriegens, β-alanine synthesis was realized (450 mg L-1). The expression of a β-alanine pyruvate transaminase from Pseudomonas putida and a malonate semialdehyde reductase from Escherichia coli enabled production of 3-HP (100 mg L- 1) from glucose.
Die Nutzung von Bio-Bernsteinsäure als industrielle Plattformchemikalie hat das Pansen-Bakterium Basfia succiniciproducens, einen natürlichen Produzenten dieser organischen Säure, in den Fokus der Forschung gebracht. Um diesen Produzentenstamm für weitere Anwendungen auszubauen, wurde das Potential von B. succiniciproducens zur Produktion von C3 Chemikalien erforscht. Eine neue genombasierte Methode zur genetischen Modifikation sowie geeignete Promotoren für die Genexpression wurden angestrebt. Für die Produktion der C3 Chemikalie Alanin aus Glucose und Xylose wurde ein Bioprozess entwickelt. Genetische Arbeiten zur Produktion von β-Alanin und 3-Hydroxypropionat (3-HP) wurden durchgeführt. Ein blau-weiß Screening System für genomische Modifikationen wurde zunächst in einem lacZ defizienten Stamm etabliert. Auch geeignete Promotoren für die heterologe Expression verschiedenster Ziel-Gene wurden identifiziert. Der Stamm B. succiniciproducens ALA-1, der eine genomische Kopie einer Alanin Dehydrogenase aus Geobacillus stearothermophilus besitzt, produzierte 29 g L-1 Alanin in einem anaeroben Fed-Batch Prozess. Durch Einbringen von episomalen Kopien einer Aspartat 1-Decarboxylase aus Corynebacterium glutamicum oder Vibrio natriegens wurde die β-Alanin (450 mg L-1) Synthese realisiert. Die Expression einer β-Alanin Pyruvat Transaminase aus Pseudomonas putida und einer Malonate semialdehyd Reduktase aus Escherichia coli ermöglichte die Produktion von 3-HP (100 mg L-1) aus Glucose.
Link to this record: urn:nbn:de:bsz:291--ds-275787
ISBN: 978-3-73699-913-8
ISSN: 2199-7756
Advisor: Wittmann, Christoph
Date of oral examination: 9-Nov-2018
Date of registration: 16-Jan-2019
Description of the related object: Veröffentlichung im Cuvillier Verlag
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Faculty: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Department: NT - Biowissenschaften
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