Combining metabolic and protein engineering of a terpenoid biosynthetic pathway for overproduction and selectivity control

生产过剩 代谢工程 生物化学 蛋白质工程 生物合成 突变体 异源的 ATP合酶 焊剂(冶金) 大肠杆菌 法尼基二磷酸合酶 生物 生物反应器 甲戊酸途径 化学 代谢途径 萜类 次生代谢 基因 有机化学 植物
作者
Effendi Leonard,Parayil Kumaran Ajikumar,Kelly M. Thayer,Wenhai Xiao,Jeffrey D. Mo,Bruce Tidor,Gregory Stephanopoulos,Kristala L. J. Prather
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:107 (31): 13654-13659 被引量:305
标识
DOI:10.1073/pnas.1006138107
摘要

A common strategy of metabolic engineering is to increase the endogenous supply of precursor metabolites to improve pathway productivity. The ability to further enhance heterologous production of a desired compound may be limited by the inherent capacity of the imported pathway to accommodate high precursor supply. Here, we present engineered diterpenoid biosynthesis as a case where insufficient downstream pathway capacity limits high-level levopimaradiene production in Escherichia coli. To increase levopimaradiene synthesis, we amplified the flux toward isopentenyl diphosphate and dimethylallyl diphosphate precursors and reprogrammed the rate-limiting downstream pathway by generating combinatorial mutations in geranylgeranyl diphosphate synthase and levopimaradiene synthase. The mutant library contained pathway variants that not only increased diterpenoid production but also tuned the selectivity toward levopimaradiene. The most productive pathway, combining precursor flux amplification and mutant synthases, conferred approximately 2,600-fold increase in levopimaradiene levels. A maximum titer of approximately 700 mg/L was subsequently obtained by cultivation in a bench-scale bioreactor. The present study highlights the importance of engineering proteins along with pathways as a key strategy in achieving microbial biosynthesis and overproduction of pharmaceutical and chemical products.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
雨伞关注了科研通微信公众号
2秒前
zz完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
打打应助咕噜采纳,获得10
6秒前
zz发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
烂漫的雅容完成签到,获得积分10
12秒前
hahahahaha发布了新的文献求助10
16秒前
CodeCraft应助霸气的思柔采纳,获得10
17秒前
FashionBoy应助zz采纳,获得10
19秒前
changjiaren完成签到,获得积分10
19秒前
21秒前
21秒前
英俊的铭应助alexyusheng采纳,获得10
23秒前
24秒前
25秒前
dlfg完成签到,获得积分10
25秒前
Singularity应助lumengning采纳,获得10
25秒前
25秒前
小小瑾发布了新的文献求助10
27秒前
ZZ发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
俊秀的安阳完成签到,获得积分10
31秒前
hahahahaha完成签到,获得积分10
31秒前
不配.应助keke采纳,获得10
31秒前
科研通AI2S应助淡漠采纳,获得10
32秒前
32秒前
34秒前
张雯雯完成签到,获得积分10
37秒前
romme发布了新的文献求助10
37秒前
38秒前
开心发布了新的文献求助10
38秒前
蒲柳完成签到,获得积分10
40秒前
40秒前
40秒前
alexyusheng完成签到,获得积分10
43秒前
sxw发布了新的文献求助10
43秒前
43秒前
小小瑾完成签到,获得积分10
45秒前
玖梦发布了新的文献求助10
45秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
Kinetics of the Esterification Between 2-[(4-hydroxybutoxy)carbonyl] Benzoic Acid with 1,4-Butanediol: Tetrabutyl Orthotitanate as Catalyst 1000
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3138641
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2789658
关于积分的说明 7791857
捐赠科研通 2445999
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1300813
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626058
版权声明 601079