由于MSMCAR对4-xyvaleric酸的高特异性,可以有效地从生物质衍生的氨酸中生产1,4-丁二醇

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 合成生物学 合成生物学
• 工业微生物学 工业微生物学

背景情况:

• 二醇是有价值的工业化学品,但它们的生物生产面临着酶效率和基质特异性的挑战.
• 碳酸减少酶 (CARs) 是二醇生物合成的关键酶,但它们对短链到中链基质的有效性有限.

研究的目的:

• 开发一种高效的全细胞生物转化系统,用于生产1,4-二醇 (1,4-PDO).
• 确定和设计一个强大的CAR用于C5二醇生物合成.
• 建立一个平台,从生物质衍生原料中生产可持续的二醇.

主要方法:

• 对十个CAR进行选,以确定C5二醇合成中最有效的酶.
• 从Mycolicibacterium smegmatis MC2 155.5.2中构建一个表达MsmCAR的全细胞催化剂.
• 通过引入用于辅助因子再生的基因 (ppk2b和chnD) 来增强生物催化剂.
• 反应条件的优化 (缓冲区,共因子,金属离子,培养参数).
• 通过引入额外的酸转化酶来扩大基质范围.

主要成果:

• MsmCAR在将4-基酸 (4-HV) 转化为1,4-PDO方面表现出高的特异性和有效性.
• 在优化条件下,从4-HV获得的最大标位为78.10 mM 1,4-PDO,生产率为1.86 mM/h.
• 该工程系统在10小时内从牛酸中产生了22.10毫米的1,4-PDO,证明了更广泛的基板适用性.

结论:

• MsmCAR是一种多功能生物催化剂,用于短链到中链二醇的生物合成.
• 开发的全细胞系统提供了一种可持续的策略,用于从生物质衍生原料中生产1,4-PDO.
• 这项工作为设计各种二醇生物合成途径提供了基础平台.