A new player in the biorefineries field: Phasin PhaP enhances tolerance to solvents and boosts ethanol and 1,3-propanediol synthesis in Escherichia coli

Autores
Mezzina, Mariela Paula; Alvarez, Daniela Soledad; Egoburo, Diego Ezequiel; Díaz Peña, Rocío; Nikel, Pablo Ivan; Pettinari, María Julia
Año de publicación
2017
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
The microbial production of biofuels and other added-value chemicals is often limited by the intrinsic toxicity of these compounds. The phasin PhaP from the soil bacterium Azotobacter sp. strain FA8 is a polyhydroxyalkanoate granuleassociated protein that protects recombinant Escherichia coli against several kinds of stress. PhaP enhances growth and poly(3-hydroxybutyrate) synthesis in polymerproducing recombinant strains and reduces the formation of inclusion bodies during overproduction of heterologous proteins. In this work, the heterologous expression of this phasin in E. coli was used as a strategy to increase tolerance to several biotechnologically relevant chemicals. PhaP was observed to enhance bacterial fitness in the presence of biofuels, such as ethanol and butanol, and other chemicals, such as 1,3-propanediol. The effect of PhaP was also studied in a groELS mutant strain, in which both GroELS and PhaP were observed to exert a beneficial effect that varied depending on the chemical tested. Lastly, the potential of PhaP and GroEL to enhance the accumulation of ethanol or 1,3-propanediol was analyzed in recombinant E. coli. Strains that overexpressed either groEL or phaP had increased growth, reflected in a higher final biomass and product titer than the control strain. Taken together, these results add a novel application to the already multifaceted phasin protein group, suggesting that expression of these proteins or other chaperones can be used to improve the production of biofuels and other chemicals.
Fil: Mezzina, Mariela Paula. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Alvarez, Daniela Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Egoburo, Diego Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Díaz Peña, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Nikel, Pablo Ivan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Technical University of Denmark; Dinamarca
Fil: Pettinari, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
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Nivel de accesibilidad
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Condiciones de uso
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Repositorio
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Institución
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In this work, the heterologous expression of this phasin in E. coli was used as a strategy to increase tolerance to several biotechnologically relevant chemicals. PhaP was observed to enhance bacterial fitness in the presence of biofuels, such as ethanol and butanol, and other chemicals, such as 1,3-propanediol. The effect of PhaP was also studied in a groELS mutant strain, in which both GroELS and PhaP were observed to exert a beneficial effect that varied depending on the chemical tested. Lastly, the potential of PhaP and GroEL to enhance the accumulation of ethanol or 1,3-propanediol was analyzed in recombinant E. coli. Strains that overexpressed either groEL or phaP had increased growth, reflected in a higher final biomass and product titer than the control strain. 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