Superoxide dismutase (SOD) enzyme has implications in modulating the cell’s redox state. The study aims to explore the host genetic factors that limit the heterologous expression of a thermostable SOD from Potentilla atrosanguinea (Pa-SOD) in E. coli. It was observed that the heterologous expression of Pa-SOD in E. coli did not exhibit any enhancement after 1 h of induction. This led to the alteration in cell morphology and an increase in the doubling time of E. coli cells expressing Pa-SOD. Label-free quantification and MALDI-TOF/TOF-MS/MS analysis suggested differential expression of 81 proteins, of which 77 proteins were found to be downregulated and 4 were found to be upregulated in Pa-SOD expressing cells as compared to uninduced E. coli cells. Functional analysis of downregulated proteins shows involvement in molecular function, biological process, and were the part of a cellular component. The STRING database revealed interaction of an essential autoregulatory protein, RNase E with other proteins involved in biosynthetic processes, protein biosynthesis and folding, and cell division. Further, validation of RNase E protein revealed upregulation of rne at transcript level and downregulation of RNase E at protein level as compared to uninduced cells. The observations suggested the operation of multifaceted mechanisms with a key role of RNase E that regulated the expression of Pa-SOD at the physiological and molecular level. Since Pa-SOD has commercial applications, identification and manipulation of these networked genetic factors could lead to improvement of host strain for large-scale production of biologically active Pa-SOD and other heterologous proteins.

中文翻译：

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限制重组铜锌超氧化物歧化酶在大肠杆菌中过表达的宿主因子的鉴定

超氧化物歧化酶 (SOD) 酶在调节细胞的氧化还原状态方面具有重要意义。该研究旨在探索限制来自 Potentilla atrosanguinea (Pa-SOD) 的耐热 SOD 在大肠杆菌中异源表达的宿主遗传因素。观察到 Pa-SOD 在大肠杆菌中的异源表达在诱导 1 小时后没有表现出任何增强。这导致细胞形态的改变和表达 Pa-SOD 的大肠杆菌细胞的倍增时间增加。无标记定量和 MALDI-TOF/TOF-MS/MS 分析表明与未诱导的大肠杆菌相比，81 种蛋白质的差异表达，其中 77 种蛋白质被发现下调，4 种被发现在 Pa-SOD 表达细胞中上调。大肠杆菌细胞。下调蛋白的功能分析显示参与分子功能，生物过程，并且是细胞成分的一部分。STRING 数据库揭示了一种基本的自动调节蛋白 RNase E 与其他参与生物合成过程、蛋白质生物合成和折叠以及细胞分裂的蛋白质的相互作用。此外，RNase E 蛋白的验证揭示了与未诱导细胞相比，转录水平上的 rne 上调和蛋白质水平上的 RNase E 下调。观察结果表明，RNase E 在生理和分子水平上调节 Pa-SOD 表达的关键作用是多方面机制的运作。由于 Pa-SOD 具有商业应用，因此对这些网络遗传因子的识别和操作可以改进宿主菌株，用于大规模生产具有生物活性的 Pa-SOD 和其他异源蛋白质。并且是细胞成分的一部分。STRING 数据库揭示了一种基本的自动调节蛋白 RNase E 与其他参与生物合成过程、蛋白质生物合成和折叠以及细胞分裂的蛋白质的相互作用。此外，RNase E 蛋白的验证揭示了与未诱导细胞相比，转录水平上的 rne 上调和蛋白质水平上的 RNase E 下调。观察结果表明，RNase E 在生理和分子水平上调节 Pa-SOD 表达的关键作用是多方面机制的运作。由于 Pa-SOD 具有商业应用，因此对这些网络遗传因子的识别和操作可以改进宿主菌株，用于大规模生产具有生物活性的 Pa-SOD 和其他异源蛋白质。并且是细胞成分的一部分。STRING 数据库揭示了一种基本的自动调节蛋白 RNase E 与其他参与生物合成过程、蛋白质生物合成和折叠以及细胞分裂的蛋白质的相互作用。此外，RNase E 蛋白的验证揭示了与未诱导细胞相比，转录水平上的 rne 上调和蛋白质水平上的 RNase E 下调。观察结果表明，RNase E 在生理和分子水平上调节 Pa-SOD 表达的关键作用是多方面机制的运作。由于 Pa-SOD 具有商业应用，因此对这些网络遗传因子的识别和操作可以改进宿主菌株，用于大规模生产具有生物活性的 Pa-SOD 和其他异源蛋白质。STRING 数据库揭示了一种基本的自动调节蛋白 RNase E 与其他参与生物合成过程、蛋白质生物合成和折叠以及细胞分裂的蛋白质的相互作用。此外，RNase E 蛋白的验证揭示了与未诱导细胞相比，转录水平上的 rne 上调和蛋白质水平上的 RNase E 下调。观察结果表明，RNase E 在生理和分子水平上调节 Pa-SOD 表达的关键作用是多方面机制的运作。由于 Pa-SOD 具有商业应用，因此对这些网络遗传因子的识别和操作可以改进宿主菌株，用于大规模生产具有生物活性的 Pa-SOD 和其他异源蛋白质。STRING 数据库揭示了一种基本的自动调节蛋白 RNase E 与其他参与生物合成过程、蛋白质生物合成和折叠以及细胞分裂的蛋白质的相互作用。此外，RNase E 蛋白的验证揭示了与未诱导细胞相比，转录水平上的 rne 上调和蛋白质水平上的 RNase E 下调。观察结果表明，RNase E 在生理和分子水平上调节 Pa-SOD 表达的关键作用是多方面机制的运作。由于 Pa-SOD 具有商业应用，因此对这些网络遗传因子的识别和操作可以改进宿主菌株，用于大规模生产具有生物活性的 Pa-SOD 和其他异源蛋白质。