LaACS的计算指导蛋白质工程与SAM合成酶选相结合,协同促进了E中的ACC生产. 大肠杆菌
Yupeng Wan1,2,3,4, Long Jiang1,2,3,4, Yaojie Liu1,2,3
1CAS Key Laboratory of Biobased Materials, Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266101, China.
Journal of agricultural and food chemistry
|September 30, 2025
概括
工程细菌现在生产1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC),一种植物激素前体,其产量是以前的两倍. 这一突破提高了用于农业和医药应用的ACC生产.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 代谢工程是代谢工程.
- 植物科学 植物科学
背景情况:
- 1-氨基cyclopropane-1-carboxylic 酸 (ACC) 是一个重要的植物激素前体,调节生长和抗压能力.
- 提高ACC产量对于农业和潜在的药物应用至关重要.
研究的目的:
- 开发一种有效的生物合成过程,用于大肠杆菌中的ACC.
- 通过酶工程和代谢途径优化来提高ACC产量.
主要方法:
- 使用来自黄金的1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase (LaACS) 进行工程化*大肠杆菌*.
- 蛋白质结构预测 (AlphaFold2) 和分子对接 (MOE) 确定了一个高活性的LaACS突变体 (LaACSL243A).
- 选了*S*-adenosylmethionine合成酶 (SAMS) 和优化了相关的氨酸通路基因 (MetA,MetH).
主要成果:
- LaACSL243A突变显示了显著改善的催化效率 (Vmax翻了一番,增加了Kcat和Kcat/Km).
- 来自Arabidopsis thaliana的SAMS被确定为最活跃的SAMS.
- 大肠杆菌中SAMSa,MetA和MetH基因的过度表达使ACC产量增加到109 mg/L,使未经改性菌株的产量翻了一番.
结论:
- 在大肠杆菌中开发了一种绿色,安全和高效的ACC生物合成过程.
- 酶工程和代谢途径优化是提高ACC产生的有效策略.
- 改进的工艺为ACC在农业,生物学和医学中的应用提供了显著的潜力.
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