发酵与微生物的同步设计
最优化与控制
2024-07-31 v1
摘要
基于约束的微生物菌株优化和基于模型的生物过程设计已被广泛用于提高生物技术过程中的产量。然而，菌株和过程优化通常按顺序步骤进行，导致在放大到工业发酵条件时生物技术过程性能不佳。在此，我们提出了优化公式 SimulKnock，它将发酵过程的优化与代谢网络设计结合在一个双层优化程序中。上层最大化时空产率，并包括连续发酵的质量平衡，而下层基于通量平衡分析。SimulKnock 预测最优基因敲除，并找到生长速率与产物产率之间的最优权衡。一项使用大肠杆菌基因组规模代谢模型的案例研究结果表明，对于几乎所有考虑的目标产物，SimulKnock 都比使用 OptKnock 的顺序方法获得了更高的时空产率。通过利用 SimulKnock，我们缩小了菌株优化与过程优化之间的差距。
引用
@article{arxiv.2401.16188,
title = {Simultaneous design of fermentation and microbe},
author = {Anita L. Ziegler and Ashutosh Manchanda and Marc-Daniel Stumm and Lars M. Blank and Alexander Mitsos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.16188},
year = {2024}
}