在Saccharomyces cerevisiae中对D-Limonene过度生产的多重代谢和蛋白质工程

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:

• d-烯是一种单环单烯,在生物杀虫剂,食品添加剂和制药中具有广泛的应用.
• 现有的d-limonene微生物生产平台面临由于酶效率低下和代谢途径不足的局限性.

研究的目的:

• 通过综合代谢和酶工程开发一个高产的Saccharomyces cerevisiae平台,用于d-limonene生物合成.
• 为了克服以前使用的d-烯合成酶的催化效率低下.

主要方法:

• 从果 (ClLS) 中选一种更有效的d-limonene合成酶 (LS).
• 代谢工程策略包括前体流量优化,素路径的下调和路径外基因的修改.
• CltLS的半理性蛋白质工程和使用蛋白质支架与ERG20变体的联合组装.

主要成果:

• 通过代谢工程实现了888.27 mg/L的d-limonene标位.
• 使用半理性蛋白质工程突变物 (CltLS^H520F/Q471K) 提高了0.84倍的产量.
• 在摇瓶发酵中达到2080.47mg/L,并在5L生物反应器中扩大到5.96g/L.

结论:

• 建立了一个强大的和可扩展的Saccharomyces cerevisiae平台,用于工业化d-limonene生产.
• 证明了整合代谢和酶工程的有效性,以增强单二烯生物合成.
• 为其他有价值的单烯的生物合成提供了多功能框架.