title: Mechanistic platform knowledge of concomitant sugar uptake in Escherichia coli and analysis thereof
Creators: name: Hausjell, Johanna
Publisher: name: TU Wien
Year: 2016
Subjects: subject: Escherichia coli BL21(DE3)
subject: pET Expression System
subject: Laktose Induktion
subject: Antibody Fragment
subject: Escherichia coli BL21(DE3)
subject: pET expression system
subject: Lactose induction
subject: Antibody fragment
subject: Dynamic experiment
subject: Sugar uptake

description: Eines der am häufigsten angewendeten Expressionssysteme bei rekombinanter Protein-produktion in Escherichia coli ist das T7-basierte pET-Expressionssystem. Kürzlich stellten wir im Rahmen einer Studie eine neue Induktionsstrategie basierend auf Laktose vor, in der sich zeigte, dass die Laktose-Aufnahme streng von der verfügbaren Menge an Glukose abhängig ist. Darauf basierend entwickelten wir ein mechanistisches Modell zur Bestimmung der Korrelation von gleichzeitiger Zucker-Aufnahme und zeigten, dass die Bestimmung dieser Korrelation die Möglichkeit bietet, Produktivität und Produktort über die Höhe der Laktose-Aufnahme zu steuern. In dieser Studie untermauern wir die Anwendung der entdeckten Korrelation für gleichzeitige Glukose- und Laktose-Aufnahme als Plattform-Wissen für BL21(DE3) Zellen mit pET-Plasmiden: Zum ersten Mal zeigen wir, dass die Korrelation für gleichzeitige Zuckeraufnahme den gleichen Trend aufweist, in E. coli BL21(DE3) Zellen, die verschiedene Produkte exprimieren. Die absolut Werte der Laktose-Aufnahme sind jedoch unterschiedlich. Außerdem entwickelten wir eine Strategie für schnelle und verlässliche Bestimmung der Korrelation. Diese Studie kann allen Wissenschaftlern, die mit rekombinanter Proteinproduktion in E. coli Stämmen arbeiten, behilflich sein, da einerseits mechanistisches Plattform-Wissen für E. coli Stämme mit pET-Plasmiden präsentiert wird und andererseits eine Strategie zur schnellen Bestimmung der mechanistischen Korrelation vorgestellt wird.
description: When producing recombinant proteins Escherichia coli strain BL21(DE3) in combination with the T7-based pET-expression system is often the method of choice. Recently, we proposed a new induction strategy based on lactose, where the level of lactose uptake was shown to be strictly coupled to the abundance of glucose. Based thereon we developed a mechanistic model to determine the correlation of the concomitant sugar uptake and showed that establishment of the correlation can be used to gear productivity and product location through the level of lactose uptake. In this study we substantiated applicability of the established correlation for concomitant glucose and lactose uptake as platform knowledge for BL21(DE3) cells with pET-plasmids: we show for the first time that the correlation of concomitant sugar uptake exhibits the same trend in E. coli BL21(DE3) cells expressing different products, only absolute values diverge. Furthermore, we developed a strategy for fast and accurate determination of this correlation. This study will help all scientists working with recombinant E. coli strains, as not only mechanistic platform knowledge for E. coli strains carrying the pET expression system is revealed, but also a strategy for fast determination of the mechanistic correlation is offered.