重构皮克罗米合成酶用于大肠杆菌中宏类抗生素的模块化生物合成

科学领域:

• 合成生物学 合成生物学
• 化学工程是化学工程的组成部分.
• 微生物学 微生物学

背景情况:

• 模块化多基合成酶 (PKSs) 对于生产复杂的自然产品至关重要.
• 之前的工程工作集中在三基-五基上,使得宏类抗生素未被探索.
• 组合生物合成提供了一种强大的方法来发现新的候选药物.

研究的目的:

• 开发一种使用工程PKSs的宏类抗生素的组合生物合成系统.
• 探索重构PKS的潜力,以产生多样化的宏类结构.
• 为了增强特定的类抗生素的生产.

主要方法:

• 开发了一种用于PKS在大肠杆菌中的构造和表达的双质粒系统.
• 通过模块替换,插入,删除和突变发生的工程皮克罗米合成酶.
• 集成的德索胺生物合成和转移酶.
• 通过淘汰竞争性途径和过度表达PikAV. ,优化了纳波胺素的产生.

主要成果:

• 使用重构的皮克罗米辛合成酶,达到了85mg/L的纳博诺利德.
• 生成的六甲基胺,六甲基胺和八甲基胺衍生物.
• 制造了纳波米,皮克罗米,YC-17,甲基和六种衍生物.
• 增加了55倍的纳波米辛标位,达到37毫克/升.
• 通过模块交换合成了一种新型的类抗生素.

结论:

• 开发的PKS工程系统是有效的组合性类生物合成.
• 这种方法可以访问各种宏类抗生素库.
• 这些发现为发现新的基于宏类的治疗方法铺平了道路.