Pengaturan Dinamis Protein Pompa Efluks AcrA oleh Sistem Quorum Sensing untuk Meningkatkan Produksi Asam Lemak Bebas pada Escherichia coli

ABSTRAK
Produksi asam lemak bebas (FFA) oleh mikroba merupakan pendekatan yang menjanjikan dan ramah lingkungan. Namun, akumulasi FFA dalam sel mikroba menimbulkan stres dan toksisitas, yang mengganggu kinerja biosintesis. Tantangan ini dapat diatasi dengan mengekspor FFA melalui sistem efluks AcrAB-TolC dalam Escherichia coli , tetapi ekspresi saluran membran ini perlu disetel dengan baik. Dalam penelitian ini, kami menggunakan sistem penginderaan kuorum (QS) untuk mengatur ekspresi AcrAB-TolC secara dinamis, sehingga meningkatkan efluks dan produksi FFA. Dua pola regulasi ekspresi gen dirancang untuk merespons peningkatan kepadatan sel: EsaI/RP esaS mendorong peningkatan awal diikuti oleh pola penurunan, dan EsaI/RP esaR memungkinkan pola peningkatan linier yang lambat. Galur L19IR-P R – acrA , yang ekspresi acrA-nya diinduksi secara otomatis oleh P esaR , menunjukkan peningkatan 142% dalam FFA ekstraseluler dan peningkatan 11% dalam titer FFA total dibandingkan dengan galur L19IR, yang tidak memiliki regulasi acrA . Regulasi dinamis acrA yang diinduksi secara otomatis menunjukkan peningkatan signifikan baik dalam aliran keluar FFA maupun produksi keseluruhan, sambil mempertahankan pertumbuhan sel dan stabilitas membran. Hasil kami menyoroti potensi regulasi dinamis pompa aliran keluar yang dimediasi QS untuk meningkatkan sintesis bioproduk yang beracun bagi mikroorganisme.