Growing concerns of the negative effects on the environment and dependency of fossil fuelsare major driving forces for finding novel sustainable production pathways for plastic.Metabolic engineering has emerged as a powerful tool to enable microorganisms to producenon-native metabolites. The aim of this project was recombinant production of 4-hydroxybutyrate (4-HB) by expressing two enzymes in the model organism Escherichia coli.α-ketoglutarate decarboxylase (SucA) from Mycobacterium smegmatis followed by 4-hydroxybutyrate dehydrogenase (4-HBd) from Clostridium kluyveri was expressed inEscherichia coli. Results showed that the genes were successfully transformed and expressedin E. coli and after protein purification a concentration of 0.9 g/L SucA and 9.8 g/L 4-HBdwas achieved. Furthermore, some protein activity was detected by a coupled reaction withSucA and 4-HBd. When the enzymes got coupled together a change in NADH concentrationcould be detected spectrophotometrically. The enzymes were also tested for substratespecificity by using substrates with various carbon chain lengths and a decrease in NADHconcentration was seen. However, a decrease in the negative control for the experiments wasalso seen indicating a breakdown of NADH over time rather than consumption. Therefore, noconclusion could be drawn about the promiscuity of the enzymes. Lastly a single plasmidssystem was tested where both the genes were ligated on the same plasmid (pCDF duet) andexpressed successfully in E. coli Bl21DE3. / Ökad oro för miljön samt behovet av fossila resurser för produktion av plaster har gjort detnödvändigt att skapa nya och mer hållbara produktions vägar. Genetisk modifikation av olikaorganismer har utvecklats som ett starkt redskap för att få mikroorganismer att framställametaboliter som de normalt inte producerar. Målet med detta projekt var rekombinantproduktion av gamma hydroxibutansyra (4-HB) genom att uttrycka två enzym i modellorganismen Escherichia coli. Dessa enzym bestod av α-ketoglutarat dekarboxylas (SucA) frånMycobacterium smegmatis samt 4-hydroxybutyrate dehydrogenas (4-HBd) från Clostridiumkluyveri. Resultaten visade att proteinerna lyckades utryckas i E. coli med en koncentration av0,9 g/L SucA och 9,8 g/L 4-HBd som uppnåddes efter rening. Utöver detta detekterades ävenviss enzymaktivitet genom att kopplad enzymreaktion mellan 4-HBd och SucA och mätakonsumtionen av NADH spektrofotometriskt över tid. Enzymen testades även försubstratspecificitet genom att köra reaktionen med substrat med olika längd på kolkedjan. Dåkunde en minskning i NADH koncentrationen ses men det gjordes det även för de negativakontrollerna vilket indikerar nedbrytning av NADH och inte konsumtion av NADH. Ingaslutsatser angående enzymens substratspecificitet kunde därför dras. Det sista som gjordes varatt sätta in båda generna i ett en plasmidsystem där båda generna sattes in på samma plasmid(pCDF duet) och uttrycktes framgångsrikt i E. coli Bl21DE3.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-278594 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Alipour, Sussan |
| Publisher | KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2020:135 |
Page generated in 0.0271 seconds