Synergy as design principle for metabolic engineering of 1-propanol production in Escherichia coli

代谢工程 代谢途径 生物化学 产量(工程) 苏氨酸 焊剂(冶金) 大肠杆菌 化学 生物 新陈代谢 丝氨酸 磷酸化 基因 材料科学 冶金 有机化学
作者
Claire R. Shen,James C. Liao
出处
期刊:Metabolic Engineering [Elsevier]
卷期号:17: 12-22 被引量:65
标识
DOI:10.1016/j.ymben.2013.01.008
摘要

Synthesis of a desired product can often be achieved via more than one metabolic pathway. Whether naturally evolved or synthetically engineered, these pathways often exhibit specific properties that are suitable for production under distinct conditions and host organisms. Synergy between pathways arises when the underlying pathway characteristics, such as reducing equivalent demand, ATP requirement, intermediate utilization, and cofactor preferences, are complementary to each other. Utilization of such pathways in combination leads to an increased metabolite productivity and/or yield compared to using each pathway alone. This work illustrates the principle of synergy between two different pathways for 1-propanol production in Escherichia coli. A model-guided design based on maximum theoretical yield calculations identified synergy of the native threonine pathway and the heterologous citramalate pathway in terms of production yield across all flux ratios between the two pathways. Characterization of the individual pathways by host gene deletions demonstrates their distinct metabolic characteristics: the necessity of TCA cycle for threonine pathway and the independence of TCA cycle for the citramalate pathway. The two pathways are also complementary in driving force demands. Production experiments verified the synergistic effects predicted by the yield model, in which the platform with dual pathway for 2-ketobutyrate synthesis achieved higher yield (0.15 g/g of glucose) and productivity (0.12 g/L/h) of 1-propanol than individual ones alone: the threonine pathway (0.09 g/g; 0.04 g/L/h) or the citramalate pathway (0.11 g/g; 0.04 g/L/h). Thus, incorporation of synergy into the design principle of metabolic engineering may improve the production yield and rate of the desired compound.

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
Li完成签到,获得积分0
刚刚
冬至完成签到,获得积分10
刚刚
屎上雕花选手完成签到,获得积分10
1秒前
小羊烧鸡完成签到,获得积分20
1秒前
Owen应助杨朝辉采纳,获得10
2秒前
HOHO发布了新的文献求助10
2秒前
Zhihu发布了新的文献求助10
3秒前
丁一发布了新的文献求助10
3秒前
小点完成签到 ,获得积分10
3秒前
llllda发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.1应助Nebulous采纳,获得10
3秒前
3秒前
whh发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
qingli应助zzt采纳,获得10
5秒前
Lucas应助更上一层楼采纳,获得10
5秒前
5秒前
酷波er应助天天采纳,获得10
6秒前
Flynn完成签到,获得积分10
6秒前
wobisheng完成签到,获得积分10
6秒前
香蕉发夹完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
11111完成签到,获得积分20
8秒前
哭泣青烟完成签到 ,获得积分10
9秒前
靶向噬菌体完成签到,获得积分10
9秒前
Owen应助小黑妞采纳,获得10
9秒前
llllda完成签到,获得积分10
9秒前
典雅路人完成签到,获得积分10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
becky1234567完成签到,获得积分20
10秒前
故里发布了新的文献求助10
10秒前
隐形曼青应助whh采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
今后应助qiushui采纳,获得10
11秒前
梁敏完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
诚心初晴发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5750533
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5464445
关于积分的说明 15367142
捐赠科研通 4889534
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2629268
邀请新用户注册赠送积分活动 1577591
关于科研通互助平台的介绍 1534036