微生物生物合成有价值的pyrazine衍生物的合成途径使用转基因Pseudomonas putida KT244040 KT2440

科学领域:

• 合成生物学 合成生物学
• 代谢工程是代谢工程.
• 微生物化学 微生物化学

背景情况:

• 来自可再生能源的高价值化学品的微生物合成是合成生物学的一个关键领域.
• 在强壮的微生物宿主中开发新的合成代谢途径,如*Pseudomonas putida*至关重要,但具有挑战性.

研究的目的:

• 为了*Pseudomonas putida* KT2440的 *de novo* 2,5-二甲基pyrazine (2,5-DMP) 和其衍生物的生物合成.
• 优化新陈代谢途径以提高生产产量.
• 探索2,5-DMP的衍生物化成碳酸和N-氧化物.

主要方法:

• 对*Pseudomonas putida* KT2440的基因修饰,包括基因删除和过度表达.
• 合成代谢途径的构建使用异质非血红素二铁单氧化酶.
• 代谢工程L-threonine路径以重定向碳流.
• 引入烯单氧基酶 (XMO) 和PMLABCDEF单氧基酶用于衍生.

主要成果:

• 通过通过L-氨酸代谢从葡萄糖转向碳流量,实现了106 ± 30 mg/L的2,5-DMP产量.
• 通过引入原生L-氨酸生物合成基因,将2,5-DMP的产量增加到168 ± 20 mg/L.
• 在204±24毫克/升的5甲基-2-皮拉辛碳酸中使用XMO生产.
• 使用PmlABCDEF单氧化酶合成了2,5-二甲基pyrazine 1-氧化物 (82 ± 8 mg/L) 和2,5-二甲基pyrazine 1,4-二氧化物 (11 ± 2 mg/L).

结论:

• 在*Pseudomonas putida*中成功建立了用于向化学合成的新型合成代谢途径.
• 证明了工程微生物在从可再生资源中生产有价值的pyrazine衍生物方面的潜力.
• 提供了关于在微生物宿主中解决故障和优化合成途径构建的见解.