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A Toolkit to Enable Hydrocarbon Conversion in Aqueous Environments
Published on: October 2, 2012
Evolución dirigida de la 2-ceto-3-deoxy-6-fosfogalactonato aldolasa para reemplazar a la
1Department of Chemistry, Michigan State University, East Lansing, Michigan 48824, USA.
Journal of the American Chemical Society
|April 25, 2007
Resumen
La evolución dirigida mejoró la 2-ceto-3-deoxy-6-phosphogalactonate (KDPGal) aldolase para la producción microbiana de productos de la vía del shikimato. Esta enzima de ingeniería mejora la síntesis de ácido 3-dehidroquímico a partir de la glucosa en E. coli.
Área de la Ciencia:
- Ingeniería Metabólica Ingeniería Metabólica.
- Ingeniería de enzimas Ingeniería de enzimas Ingeniería de enzimas
- Biología sintética Biología sintética.
Sus antecedentes:
- Los productos de la vía del shikimato son vitales para los productos farmacéuticos y agroquímicos.
- La competencia por el fosfenol piruvato limita la síntesis microbiana de estos compuestos.
- La evolución dirigida ofrece una estrategia para superar los cuellos de botella metabólicos.
Objetivo del estudio:
- Diseñar la 2-ceto-3-deoxy-6-phosphogalactonate (KDPGal) aldolase para mejorar la producción microbiana de intermediarios de la vía del shikimato.
- Para eludir la competencia del fosfenol piruvato (PEP) en Escherichia coli.
- Para mejorar la eficiencia catalítica de la KDPGal aldolasa para la síntesis de 3-deoxy-D-arabino-heptulosónico ácido 7-fosfato (DAHP).
Principales métodos:
- Evolución dirigida de la aldolasa KDPGal de E. coli utilizando PCR propensa a errores, mezcla de ADN y mutagenesis dirigida en el sitio.
- Caracterización de variantes evolucionadas para mejorar la eficiencia catalítica (kcat/KM).
- Estudios de fermentación con cepas modificadas de E. coli para la producción de ácido 3-dehidrosquímico.
Principales resultados:
- Una variante evolucionada de KDPGal aldolasa (NR8.276-2) mostró una mejora de 60 veces en kcat/KM para la síntesis de DAHP.
- La E. coli diseñada produjo 13 g/L de ácido 3-dehidroquímico a partir de glucosa.
- La coexpresión de la 3-dehidroquinato sintasa aumentó el rendimiento a 19 g/L, y la coamplificación de la transcetolasa produjo 16 g/L.
Conclusiones:
- La evolución dirigida mejoró con éxito la actividad de la KDPGal aldolasa para la formación de DAHP.
- Las cepas de E. coli modificadas por ingeniería demuestran una síntesis microbiana eficiente del ácido 3-dehidrosquímico.
- Se pueden emplear estrategias de ingeniería metabólica para optimizar los rendimientos de los productos de la vía del shikimato.
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