2023年 第28卷 第9期
《工程（英文）》 >> 2023年 第28卷 第9期 doi: 10.1016/j.eng.2023.03.019
重构异戊二烯焦磷酸代谢以促进萜类化合物的合成
a Key Laboratory of Carbohydrate Chemistry and Biotechnology, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, China
b Science Center for Future Foods, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, China
c Richen Bioengineering Co., Ltd., Nantong 226000, China
d State Key Laboratory of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China
e Department of Bioengineering and Centre for Synthetic Biology, Imperial College London, London SW7 2AZ, UK
下一篇 上一篇
摘要
萜类化合物是最大的一类天然产物。它们以异戊二烯焦磷酸(IPP)作为基本单元构建而成。使用细胞工厂合成萜类化合物已经引起了极大关注。而迄今为止，IPP的供应不足仍然是高效合成萜类化合物的主要挑战。在本项研究中，我们发现在枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）中，中心代谢和IPP供应之间的代谢通量分配不平衡阻碍了IPP的积累。因此，我们构建了一系列响应丙酮酸和/或丙二酰辅酶A的双输入多输出（two-input-multi-output, TIMO）基因回路对IPP的代谢途径进行了改造，使IPP的积累增加了将近4倍。随后，设计了一种IPP代谢网络重构策略以提高三种萜类化合物的产量，包括维生素K2 (MK-7, 4.1倍)、番茄红素(9倍)和β-胡萝卜素（0.9倍）。在50-L的生物反应器中，MK-7的产量达到1549.6 mg∙L−1，是迄今为止报道的最高产量。本文提出了一种基于TIMO基因回路的IPP代谢网络重构框架，可用于复杂代谢网络的协同精细调控，从而实现萜类化合物的高效合成。
补充材料
京公网安备 11010502051620号
