Construction and optimization of Saccharomyces cerevisiae for synthesizing forskolin

福斯科林 酿酒酵母 代谢物 代谢工程 生物化学 代谢途径 发酵 米根霉 化学 生物 新陈代谢 酵母 体外
作者
Haiyan Ju,Chuanbo Zhang,Shifan He,Weihua Nan,Wenyu Lü
出处
期刊:Applied Microbiology and Biotechnology [Springer Science+Business Media]
卷期号:106 (5-6): 1933-1944 被引量:10
标识
DOI:10.1007/s00253-022-11819-z
摘要

Forskolin, one of the primary active metabolites of labdane-type diterpenoids, exhibits significant medicinal value, such as anticancer, antiasthmatic, and antihypertensive activities. In this study, we constructed a Saccharomyces cerevisiae cell factory that efficiently produced forskolin. First, a chassis strain that can accumulate 145.8 mg/L 13R-manoyl oxide (13R-MO), the critical precursor of forskolin, was constructed. Then, forskolin was produced by integrating CfCYP76AH15, CfCYP76AH11, CfCYP76AH16, ATR1, and CfACT1-8 into the 13R-MO chassis with a titer of 76.25 μg/L. We confirmed that cytochrome P450 enzymes (P450s) are the rate-limiting step by detecting intermediate metabolite accumulation. Forskolin production reached 759.42 μg/L by optimizing the adaptations between CfCYP76AHs, t66CfCPR, and t30AaCYB5. Moreover, multiple metabolic engineering strategies, including regulation of the target genes' copy numbers, amplification of the endoplasmic reticulum (ER) area, and cofactor metabolism enhancement, were implemented to enhance the metabolic flow to forskolin from 13R-MO, resulting in a final forskolin yield of 21.47 mg/L in shake flasks and 79.33 mg/L in a 5 L bioreactor. These promising results provide guidance for the synthesis of other natural terpenoids in S. cerevisiae, especially for those containing multiple P450s in their synthetic pathways. KEY POINTS: • The forskolin biosynthesis pathway was optimized from the perspective of system metabolism for the first time in S. cerevisiae. • The adaptation and optimization of CYP76AHs, t66CfCPR, and t30AaCYB5 promote forskolin accumulation, which can provide a reference for diterpenoids containing complex pathways, especially multiple P450s pathways. • The forskolin titer of 79.33 mg/L is the highest production currently reported and was achieved by fed-batch fermentation in a 5 L bioreactor.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
大白完成签到 ,获得积分10
1秒前
stiger完成签到,获得积分0
5秒前
6秒前
Alvaro发布了新的文献求助10
12秒前
16秒前
Guangquan_Zhang完成签到,获得积分10
21秒前
失眠的幻雪完成签到,获得积分10
23秒前
你好呀呀呀完成签到 ,获得积分10
25秒前
30秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
32秒前
铜豌豆完成签到 ,获得积分10
41秒前
48秒前
48秒前
Ccccn完成签到,获得积分10
49秒前
52秒前
我要看文献完成签到 ,获得积分10
58秒前
天天快乐应助weixia采纳,获得10
1分钟前
pengpengpeng完成签到,获得积分10
1分钟前
simanl完成签到 ,获得积分10
1分钟前
苹果大侠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
专一的幻莲完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
bean完成签到 ,获得积分10
1分钟前
静缘完成签到,获得积分10
1分钟前
seramoni完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Alvaro完成签到 ,获得积分10
1分钟前
capybara完成签到,获得积分10
1分钟前
任性孤菱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
笔墨纸砚完成签到 ,获得积分10
1分钟前
美美完成签到 ,获得积分10
1分钟前
超级安阳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
夏日随笔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Yasong完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yanmh完成签到,获得积分10
1分钟前
勇敢的风完成签到,获得积分10
1分钟前
GeGe完成签到,获得积分10
1分钟前
鲲鹏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7347030
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8959085
关于积分的说明 19024110
捐赠科研通 6997464
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3220144
关于科研通互助平台的介绍 2385125
邀请新用户注册赠送积分活动 2200379