Serine/threonine kinases (STKs) play important roles in prokaryotic cellular functions such as growth, differentiation, and secondary metabolism. When the external environment changes, prokaryotes rely on signal transduction systems, including STKs that quickly sense these changes and alter gene expression to induce the appropriate metabolic changes. In this study, we examined the roles of the STK genes spkD and spkG in fatty acid biosynthesis in the unicellular cyanobacterium Synechocystis sp. PCC6803, using targeted gene knockout. The linoleic acid (C18: 2), γ-linolenic acid (C18: 3n6), α-linolenic acid (C18: 3n3), and stearidonic acid (C18: 4) levels were significantly lower in spkD and spkG gene knockout mutants than in the wild type at a culture temperature of 30°C and a light intensity of 40 μmol⋅m–2⋅s–1. The expression levels of fatty acid desaturases and STK genes differed between the spkD and spkG gene knockout mutants. These observations suggest that spkD and spkG may directly or indirectly affect the fatty acid composition in Synechocystis sp. PCC6803 by regulating the expression of fatty acid desaturases genes. Therefore, the STK genes spkD and spkG play important roles in polyunsaturated fatty acid biosynthesis in Synechocystis sp. PCC6803. These findings could facilitate the development of cyanobacteria germplasm resources that yield high levels of fatty acids. In addition, they provide a theoretical basis for the genetic engineering of cyanobacteria with improved yields of secondary metabolites and increased economic benefits.

中文翻译：

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丝氨酸/苏氨酸激酶在调节集胞藻多不饱和脂肪酸生物合成中发挥重要作用。PCC6803

丝氨酸/苏氨酸激酶 (STK) 在原核细胞功能如生长、分化和次级代谢中发挥重要作用。当外部环境发生变化时，原核生物依赖信号转导系统，包括快速感知这些变化并改变基因表达以诱导适当代谢变化的 STK。在这项研究中，我们检查了 STK 基因 spkD 和 spkG 在单细胞蓝藻集胞藻中脂肪酸生物合成中的作用。PCC6803，使用靶向基因敲除。亚油酸 (C18: 2)、γ-亚麻酸 (C18: 3n6)、α-亚麻酸 (C18: 3n3) 和硬脂酸 (C18: 4) 水平在 spkD 和 spkG 基因敲除突变体中显着低于野生型，培养温度为 30°C，光照强度为 40 μmol⋅m–2⋅s–1。脂肪酸去饱和酶和 STK 基因的表达水平在 spkD 和 spkG 基因敲除突变体之间不同。这些观察结果表明 spkD 和 spkG 可能直接或间接影响集胞藻中的脂肪酸组成。PCC6803 通过调节脂肪酸去饱和酶基因的表达。因此，STK 基因 spkD 和 spkG 在集胞藻多不饱和脂肪酸生物合成中起重要作用。PCC6803。这些发现可以促进产生高水平脂肪酸的蓝藻种质资源的开发。此外，它们为蓝藻基因工程提供了理论基础，提高了次级代谢产物的产量并增加了经济效益。这些观察结果表明 spkD 和 spkG 可能直接或间接影响集胞藻中的脂肪酸组成。PCC6803 通过调节脂肪酸去饱和酶基因的表达。因此，STK 基因 spkD 和 spkG 在集胞藻多不饱和脂肪酸生物合成中起重要作用。PCC6803。这些发现可以促进产生高水平脂肪酸的蓝藻种质资源的开发。此外，它们为蓝藻基因工程提供了理论基础，提高了次级代谢产物的产量并增加了经济效益。这些观察结果表明 spkD 和 spkG 可能直接或间接影响集胞藻中的脂肪酸组成。PCC6803 通过调节脂肪酸去饱和酶基因的表达。因此，STK 基因 spkD 和 spkG 在集胞藻多不饱和脂肪酸生物合成中起重要作用。PCC6803。这些发现可以促进产生高水平脂肪酸的蓝藻种质资源的开发。此外，它们为蓝藻基因工程提供了理论基础，提高了次级代谢产物的产量并增加了经济效益。STK 基因 spkD 和 spkG 在集胞藻属的多不饱和脂肪酸生物合成中起重要作用。PCC6803。这些发现可以促进产生高水平脂肪酸的蓝藻种质资源的开发。此外，它们为蓝藻基因工程提供了理论基础，提高了次级代谢产物的产量并增加了经济效益。STK 基因 spkD 和 spkG 在集胞藻属的多不饱和脂肪酸生物合成中起重要作用。PCC6803。这些发现可以促进产生高水平脂肪酸的蓝藻种质资源的开发。此外，它们为蓝藻基因工程提供了理论基础，提高了次级代谢产物的产量并增加了经济效益。