Metabolic Engineering of Escherichia coli for De Novo Production of 1,2-Butanediol

生物生产 代谢工程 大肠杆菌 合成生物学 代谢途径 化学 生物化学 工业微生物学 生物转化 生物 计算生物学 发酵 基因
作者
Nan Qin,Fanghuan Zhu,Yanyan Liu,Dehua Liu,Zhen Chen
出处
期刊:ACS Synthetic Biology [American Chemical Society]
卷期号:13 (1): 351-357 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acssynbio.3c00606
摘要

1,2-Butanediol (1,2-BDO) is an important platform chemical widely utilized in the synthesis of polyester polyols, plasticizers, cosmetics, and pharmaceuticals. However, no natural metabolic pathway for its biosynthesis has been identified, and biological production of 1,2-BDO from renewable bioresources has not been reported so far. In this study, we designed and experimentally verified a feasible non-natural synthesis pathway for the de novo production of 1,2-BDO from renewable carbohydrates for the first time. This pathway extends the l-threonine synthesis pathway by introducing two artificial metabolic modules to sequentially convert l-threonine into 2-hydroxybutyric acid and 1,2-BDO. Following key enzyme screening and enhancement of l-threonine synthesis module in the chassis microorganism, the best engineered Escherichia coli strain was able to produce 0.15 g/L 1,2-BDO using glucose as the sole carbon source. This work lays the foundation for the bioproduction of 1,2-BDO from renewable resources.
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