Pengkabelan Ulang Nektar Cupriavidus untuk Peningkatan Produksi Polihidroksibutirat melalui Perangkat Genetik dan Strategi Pemberian Pakan

ABSTRAK
Cupriavidus necator merupakan bakteri yang menjanjikan untuk memproduksi polihidroksibutirat (PHB), bioplastik yang dapat terurai secara hayati. Akan tetapi, pertumbuhan sel dibatasi karena kurangnya transporter glukosa dan aktivitas glukokinase yang rendah. Untuk mengatasi keterbatasan ini, pertama-tama kami mengembangkan perangkat genetika yang komprehensif untuk mengekspresikan sfGFP sebagai bukti konsep dalam C. necator . Sistem polimerase T7RNA (PDT7) yang digerakkan oleh plasmid di bawah promotor J23109 mencapai peningkatan fluoresensi 10 kali lipat dibandingkan dengan galur tanpa PDT7. Akan tetapi, PDT7 memaksakan beban metabolik pada tingkat ekspresi yang lebih tinggi dan tetap kurang efektif dibandingkan promotor Trc konstitutif, yang secara konsisten menunjukkan kekuatan transkripsi tertinggi. Berdasarkan kinerja yang kuat dan seimbang, promotor Trc dioptimalkan untuk mendorong ekspresi gen galP (galaktosa permease) dan glk (glukokinase) dari Escherichia coli , (diberi anotasi sebagai Tgg-H16), yang memungkinkan peningkatan penyerapan glukosa, biomassa, dan biosintesis PHB. Peningkatan lebih lanjut dicapai dengan melengkapi sumber karbon campuran, yaitu, 10 g/L glukosa dan 10 g/L fruktosa, yang memperpendek fase jeda dan mendukung hasil PHB yang lebih tinggi. Akhirnya, strategi pemberian makan bertahap dalam fermentasi meningkatkan produksi PHB menjadi 30,9 g/L. Pengkabelan ulang fluks karbon dalam C. necator melalui desain sirkuit genetik menunjukkan kelayakan peningkatan penyerapan karbon, sementara integrasi dengan strategi budidaya yang disesuaikan memungkinkan peningkatan produksi PHB yang berkelanjutan.