ラクトース代謝とフコシルトランスフェラーゼの調節により、操作された大腸菌BL21star（DE3）における2'-フコシルラクトースの促進

2'-フコシラクトース（2-FL）は、ヒマルクの中で最も豊富な機能性オリゴ糖の1つであり、人間の健康に関する多くの生物学的機能に関与しています。これまで、2-FL産生のほとんどの微生物システムは、乳糖を代謝できないため、大腸菌JM株の使用に限定されています。この研究では、大腸菌BL21STAR（DE3）は、内因性乳糖オペロン全体の削除と、大腸菌K-12からのLACZ M15を含む修飾乳糖オペロンの導入により設計されました。グアノシン5'-二リン酸（GDP）-L-フコース生合成酵素およびヘリコバクターピロリからの異種α-1,2-フコシルトランスフェラーゼ（FUCT2）の遺伝子の発現により、エンジニアリングされた大腸菌BL21STAR（DE3）が2-FLを生成することができました。 - エンジニアリングしていない大腸菌BL21STAR（DE3）よりも収量が強化されました。さらに、FUCT2のN末端に3つのアスパラギン酸分子を追加することにより、2-FLの力価と収率をさらに改善しました。全体として、0.225 g 2-FL/gラクトースの収率を持つ6.4 g/L 2-FLは、GDP-L-フコース生合成酵素とタグ付けされた3つのアスパルテートを発現する操作された大腸菌BL21star（DE3）のFEDバッチ発酵で得られました。ファクト2。

2'-Fucosyllactose (2-FL) is one of most abundant functional oligosaccharides in human milk, which is involved in many biological functions for human health. To date, most microbial systems for 2-FL production have been limited to use Escherichia coli JM strains since they cannot metabolize lactose. In this study, E. coli BL21star(DE3) was engineered through deletion of the whole endogenous lactose operon and introduction of the modified lactose operon containing lacZ△M15 from E. coli K-12. Expression of genes for guanosine 5'-diphosphate (GDP)-l-fucose biosynthetic enzymes and heterologous α-1,2-fucosyltransferase (FucT2) from Helicobacter pylori allowed the engineered E. coli BL21star(DE3) to produce 2-FL with 3-times enhanced yield than the non-engineered E. coli BL21star(DE3). In addition, the titer and yield of 2-FL were further improved by adding the three aspartate molecules at the N-terminal of FucT2. Overall, 6.4 g/L 2-FL with the yield of 0.225 g 2-FL/g lactose was obtained in fed-batch fermentation of the engineered E. coli BL21star(DE3) expressing GDP-l-fucose biosynthetic enzymes and three aspartate tagged FucT2.