Engineering of penicillium chrysogenum for enhanced B-lactam biosynthesis

Promotie: dhr. S.S. Weber, 16.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Engineering of penicillium chrysogenum for enhanced B-lactam biosynthesis

Promotor(s): prof.dr. A.J.M. Driessen

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Verbeterde methodes voor construeren gendeletiemutanten in Penicillium chrysogenum

Stefan Weber verbeterde methodes voor het maken van gendeleties en GFP-fusies in Penicillium chrysogenum. De verbetering in moderne productiestammen van β-lactam antibiotica door P. chrysogenum is hoofdzakelijk het resultaat van herhaalde cycli van klassieke stamverbetering. Weber wilde met zijn onderzoek meer inzicht krijgen in de resultaten van het klassieke stamverbeteringsproces, met een bijzondere interesse voor de transportprocessen die betrokken zijn bij de productie van β-lactam antibiotica.

Weber ontwikkelde en verbeterde methodes voor het construeren van gendeletiemutanten in P. chrysogenum en voor het maken van GFP-fusieeiwitten voor de analyse van de functie en de lokalisatie van een eiwit. Analyse van alle ABC-transporters in P. chrysogenum wees uit dat ABC40 sterk is opgereguleerd in de aanwezigheid van fenylazijnzuur, een uitgangsstof gebruikt voor de productie van penicilline G. Na gedetailleerder onderzoek bleek dat ABC40 functioneert als een ATP afhankelijk export systeem voor zwakke zuren. Een andere manier om te proberen transporters te ontdekken die betrokken zijn de productie van β-lactamantibiotica door middel van transcriptoom-analyse leverde zeven mogelijke kandidaatgenen op, die vervolgens beter bestudeerd werden. Van de zeven kandidaten bleken er zes geïnactiveerd, maar geen enkele inactivatie had invloed op de penicillineproductie van de betreffende stam. De introductie van extra kopieën van de genen coderend voor isopenicilline N acyltransferase (IAT) in het genoom van P. chrysogenum leverde een verbeterde penicilline V productie op wanneer het gen coderend voor IAT gebalanceerd tot overexpressie wordt gebracht.

Stefan Weber (Emmen, 1980) studeerde biologie aan de RUG, waar hij zijn promotieonderzoek uitvoerde bij de vakgroep Moleculaire Microbiologie van het Groningen Biomolecular sciences and Biotechnology institute (GBB). Er is binnen deze vakgroep een bredere onderzoekslijn naar de ontdekking en productie van antibiotica in Penicillium chrysogenum. Het onderzoek werd gefinancierd door Kluyver Centre for genomics and Industrial fermentation, onderdeel van het Netherlands Genomic initiative/Netherlands Organization for Scientific research.