High-yield and plasmid-free biocatalytic production of 5-methylpyrazine-2-carboxylic acid by combinatorial genetic elements engineering and genome engineering of Escherichia coli

恶臭假单胞菌 醇脱氢酶 质粒 大肠杆菌 生物催化 化学 产量(工程) 代谢工程 生物化学 组合化学 核糖体结合位点 基因 催化作用 材料科学 反应机理 核糖核酸 核糖体 冶金
作者
Liuyan Gu,Haibo Yuan,Xueqin Lv,Guang-Sheng Li,Rigang Cong,Jianghua Li,Guocheng Du,Long Liu
出处
期刊:Enzyme and microbial technology [Elsevier]
卷期号:134: 109488-109488 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.enzmictec.2019.109488
摘要

5-Methylpyrazine-2-carboxylic acid (MPCA) is an important pharmaceutical intermediate and is used in the production of hypoglycemic agents and lipid-lowering drugs. This work aimed to develop a whole-cell biocatalytic process for the efficient synthesis of MPCA from 2, 5-dimethylpyrazine (DMP). Firstly, a whole-cell biocatalyst Escherichia coli strain was constructed by plasmid-based expression of xylene monooxygenase (XMO), benzyl alcohol dehydrogenase (BADH), and benzaldehyde dehydrogenase (BZDH) from Pseudomonas putida ATCC 33015, resulting in MPCA titer of 5.0 g/L. Then, the reaction conditions were optimized and the MPCA titer was further increased to 9.1 g/L. Next, the Ribosome Binding Site (RBS) Calculator v2.0 was used to predict and compare the translation initiation rates of the RBS sequences preceding xylM and xylA genes, encoding the two subunits of XMO. By optimizing the RBS sequences preceding xylA, the MPCA titer was increased to 10.2 g/L and the yield of MPCA on DMP reached 0.665 mol/mol. Finally, to achieve plasmid-free production of MPCA, we integrated the genes encoding for XMO, BADH and BZDH in the genome by using CRISPR/Cas9 and further fine-tuned the copy number ratios of xylM and xylA in the genome, improving the MPCA titer to 15.6 g/L and the yield of MPCA on DMP to 1.0 mol/mol. This work developed a high-yield and plasmid-free biocatalysis process for the environmentally friendly production of MPCA with 100% substrate conversion, and paved the way for the commercial production of MPCA in the future.
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
刚刚
2秒前
CXSCXD发布了新的文献求助10
3秒前
英姑应助dzz采纳,获得10
6秒前
6秒前
xx发布了新的文献求助10
7秒前
一一应助机灵水卉采纳,获得10
9秒前
11秒前
112完成签到,获得积分10
12秒前
15秒前
人人发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
ling2001完成签到,获得积分10
17秒前
香蕉觅云应助雪白语海采纳,获得10
18秒前
阿冰发布了新的文献求助10
19秒前
义气钻石完成签到,获得积分10
20秒前
dzz发布了新的文献求助10
20秒前
结实松鼠完成签到 ,获得积分10
20秒前
Kitty完成签到,获得积分10
20秒前
yanna发布了新的文献求助10
20秒前
一一应助yzxzdm采纳,获得20
20秒前
三新荞应助顺利玫瑰采纳,获得10
20秒前
21秒前
21秒前
23秒前
23秒前
23秒前
科研通AI2S应助天天小女孩采纳,获得10
25秒前
26秒前
26秒前
Leslie发布了新的文献求助10
26秒前
虚幻代桃发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
27秒前
科研通AI2S应助Jiu采纳,获得10
29秒前
30秒前
31秒前
从容半仙完成签到,获得积分20
31秒前
maclogos发布了新的文献求助10
31秒前
王勾勾发布了新的文献求助10
32秒前
高分求助中
歯科矯正学 第7版(或第5版) 1004
Smart but Scattered: The Revolutionary Executive Skills Approach to Helping Kids Reach Their Potential (第二版) 1000
Semiconductor Process Reliability in Practice 720
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
GROUP-THEORY AND POLARIZATION ALGEBRA 500
Mesopotamian divination texts : conversing with the gods : sources from the first millennium BCE 500
Days of Transition. The Parsi Death Rituals(2011) 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 3228233
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2876013
关于积分的说明 8193684
捐赠科研通 2543222
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1373580
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 646814
邀请新用户注册赠送积分活动 621316