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Aiming to improve photosynthetic efficiency, a synthetic formate assimilation (FA) pathway was designed in this study to function as an additional carbon-fixing route, which possibly also reduces the photorespiratory loss of CO2 via the inhibition of glycine decarboxylation. To establish FA, genes encoding the proteins 10-formyl-THF ligase, 5,10-methylene-THF dehydrogenase, and 5,10-methenyl-THF cyclohydrolase from M. extorquens AM1 were transferred into the model cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803. Expression of the transgenes clearly stimulated the growth of the transgenic strain in the presence of formate, along with an increased glutamate/glutamine ratio, indicating that FA might have been established, assisting cell growth and reducing the loss of ammonia via glycine decarboxylation.
Mit dem Ziel die Effizienz der Photosynthese zu verbessern, wurde in dieser Studie ein Syntheseweg für die Formiatassimilation (FA) als zusätzlicher Weg zur Kohlenstofffixierung entworfen, der möglicherweise auch den photorespiratorischen Verlust von CO2 durch die Hemmung der Glycindecarboxylierung verringert. Um die FA zu etablieren, wurden Gene, die für die Proteine 10-Formyl-THF-Ligase, 5,10-Methylen-THF-Dehydrogenase und 5,10-Methenyl-THF-Cyclohydrolase von M. extorquens AM1 kodieren, in den cyanobakteriellen Modellstamm Synechocystis sp. PCC 6803 übertragen. Die Expression der Transgene förderte eindeutig das Wachstum des transgenen Stamms in Gegenwart von Formiat zusammen mit einem erhöhten Verhältnis von Glutamat zu Glutamin, was darauf hinweist, dass die FA möglicherweise etabliert wurde, was das Zellwachstum unterstützt und den Verlust von Ammoniak über die Glycindecarboxylierung verringert.