在大肠杆菌中设计,评估和实施合成异二醇途径
Yongfei Liu1,2, Lin Chen2, Pi Liu3
1Center of Synthetic Biology and Integrated Bioengineering, School of Engineering, Westlake University, Hangzhou, Zhejiang 310024, China.
ACS synthetic biology
|October 23, 2023
概括
研究人员使用人工智能驱动的设计开发了一种用于化品成分异二醇 (IPDO) 的新型生物合成途径. 这种基于生物的方法显示了IPDO可持续生产的前景.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 代谢工程是代谢工程.
- 合成生物学 合成生物学
背景情况:
- 异二醇 (IPDO) 是一种重要的化品原料,目前通过化学合成生产.
- 在个人护理产品中,对天然,生物基替代品的需求越来越大.
- 之前IPDO的生物合成途径显示效率不令人满意.
研究的目的:
- 通过计算来设计和评估IPDO生产的新生物合成途径.
- 将人工智能设计的路径与现有的直观设计的路线进行比较.
- 设计和测试大肠杆菌中最有前途的途径.
主要方法:
- 利用RetroPath RL,一个基于人工智能的生物甲基合成工具,来设计新的IPDO路径.
- 基于热力学驱动力,反应步骤和能源需求的计算评估路径.
- 在 *Escherichia coli* BL21(DE3) 中实施了设计的途径,用于实验验证.
主要成果:
- 人工智能设计的B路线表现出优越的特性,包括更高的热力学驱动力和更少的非本地步骤.
- 在大肠杆菌中实验实施B路线,从葡萄糖中获得2.2mg/L的IPDO.
- 其他设计的路线 (C和D) 没有导致可检测的IPDO产量.
结论:
- 在形设计和全面的途径评估对于开发新的生物合成路径至关重要.
- 计算设计的B路线具有高效生物基IPDO生产的巨大潜力.
- 这项研究证实了人工智能工具在构建生化合成非自然代谢途径方面的实用性.
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