Биосинтез субериновой кислоты из глюкозы по обращенному β-окислению жирных кислот рекомбинантными штаммами Escherichia coli

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С использованием направленно сконструированных производных ранее полученных адипат-продуцирующих штаммов Escherichia coli MG1655 lacIQ, ∆ackA-pta, ∆poxB, ∆ldhA, ∆adhE, PL-SDj10-atoB, Ptrc-ideal-4-SDj10-fadB, ∆fadE, PL-SDj10-tesB, ∆yciA, Ptrc-ideal-4-SDj10-fabI, PL-SDj10-paaJ, ∆aceBAK, ∆glcB и MG1655 lacIQ, ∆ackA-pta, ∆poxB, ∆ldhA, ∆adhE, PL-SDj10-atoB, Ptrc-ideal-4-SDj10-fadB, PL-SDj10-tesB, ∆yciA, Ptrc-ideal-4-SDj10-fadE, PL-SDj10-paaJ, ∆aceBAK, ∆glcB продемонстрирована принципиальная возможность биосинтеза этой бактерией субериновой кислоты из глюкозы в результате обращения природного пути β-окисления жирных кислот. Конденсация ацетил-КоА с сукцинил-КоА и адипил-КоА обеспечивалась в рекомбинантах 3-оксоадипил-КоА тиолазой PaaJ, тогда как предполагаемая ацетил-КоА С-ацетилтрансфераза YqeF была неспособна к катализу соответствующих реакций. Биосинтез субериновой кислоты на уровне ~60 мкМ был достигнут при значительном усилении в штаммах экспрессии гена бифункциональной (S)-3-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназы/еноил-КоА-редуктазы, fadB. Последующая инактивация в штаммах сукцинатдегидрогеназы повышала внутриклеточную доступность сукцинил-КоА для инициации первого раунда обращения цикла и способствовала росту накопления рекомбинантами целевого соединения до ~75 мкМ. Полученные результаты создают основу для разработки высокоэффективных штаммов-продуцентов для биотехнологического производства субериновой кислоты из возобновляемого сырья.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ю. Гулевич

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: andrey.gulevich@gmail.com
Россия, 117312, Москва

А. Ю. Скороходова

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: andrey.gulevich@gmail.com
Россия, 117312, Москва

В. Г. Дебабов

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: andrey.gulevich@gmail.com
Россия, 117312, Москва

Список литературы

  1. Tarasava K., Lee S.H., Chen J., Köpke M., Jewett M.C., Gonzalez R. // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2022. V. 49. № 2. kuac003. https://doi.org/10.1093/jimb/kuac003
  2. Fujita Y., Matsuoka H., Hirooka K. // Mol. Microbiol. 2007. V. 66. № 4. P. 829–839.
  3. Kim S., Cheong S., Chou A., Gonzalez R. // Curr. Opin. Biotechnol. 2016. V. 42. P.206–215. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2016.07.004
  4. Dellomonaco C., Clomburg J.M., Miller E.N., Gonzalez R. // Nature. 2011. V. 476. P. 355–359. https://doi.org/10.1038/nature10333
  5. Gulevich A.Y., Skorokhodova A.Y., Sukhozhenko A.V., Shakulov R.S., Debabov V.G. // Biotechnol. Lett. 2012. V. 34. P. 463–469. https://doi.org/10.1007/s10529-011-0797-z
  6. Mehrer C.R., Incha M.R., Politz M.C., Pfleger B.F. // Metab. Eng. 2018. V. 48. P. 63–71. https://doi.org/10.1016/j.ymben.2018.05.011
  7. Chen J., Gonzalez R. // Metab. Eng. 2023. V. 79. P. 173–181. https://doi.org/10.1016/j.ymben.2023.07.006
  8. Kim S., Clomburg J.M., Gonzalez R. // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2015. V. 42. P. 465–75. https://doi.org/10.1007/s10295-015-1589-6
  9. Kim S., Cheong S., Gonzalez R. // Metab. Eng. 2016. V. 36. P. 90–98. https://doi.org/10.1016/j.ymben.2016.03.005
  10. Gulevich A.Y., Skorokhodova A.Y., Debabov V.G. // Biomolecules. 2024. V. 14. 449. http://doi.org/10.3390/biom14040449
  11. Cheong S., Clomburg J.M., Gonzalez R. // Nat. Biotechnol. V. 34. № 5. P. 556–561. https://doi.org/10.1038/nbt.3505
  12. Lang M., Li H. // ChemSusChem. 2022. V. 15. № 1. e202101531. https://doi.org/10.1002/cssc.202101531
  13. Liao Z., Yeoh Y.K., Parumasivam T., Koh W.Y., Alrosan M., Alu’datt M.H., Tan T.C. // RSC Adv. 2024. V. 14. № 24. P. 17008–17021. https://doi.org/10.1039/d4ra02598a
  14. Гулевич А.Ю., Скороходова А.Ю., Дебабов В.Г. // Прикл. биохимия и микробиология. 2023. Т. 59. № 3. С. 235–243.
  15. Гулевич А.Ю., Скороходова А.Ю., Дебабов В.Г. // Прикл. биохимия и микробиология. 2023. Т. 60. № 3. С. 28–35.
  16. Sambrook J., Fritsch E., Maniatis T. // Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 2 nd Ed., N.Y.: Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989. 1659 р.
  17. Скороходова А.Ю., Стасенко А.А., Гулевич А.Ю., Дебабов В.Г. // Прикл. биохимия и микробиология. 2018. Т. 54. № 3. С. 244–252.
  18. Skorokhodova A.Y., Gulevich A.Y., Debabov V.G. // Biotechnol. Rep. 2022. V. 33. e00703. http://doi.org/10.1016/j.btre.2022.e00703
  19. Datsenko K.A., Wanner B.L. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97. № 12. Р. 6640–6645.
  20. Каташкина Ж.И., Скороходова А.Ю., Зименков Д.В., Гулевич А.Ю., Минаева Н.И., Дорошенко В.Г., Бирюкова И.В., Машко С.В. // Молекулярная биология. 2005. Т. 39. № 5. С. 823–831.
  21. Гулевич А.Ю., Скороходова А.Ю., Ермишев В.Ю., Крылов А.А., Минаева Н.И., Полонская З.М. и др. // Молекулярная биология. 2009. Т. 43. № 3. С. 547–557.
  22. Clark D.P., Cronan J.E. // EcoSal Plus. 2005. V. 1. 10.1128/ecosalplus.3.4.4. https://doi.org/10.1128/ecosalplus.3.4.4.
  23. Binstock J.F., Schulz H. // Methods. Enzymol. 1981. V. 71. P. 403–411. https://doi.org/10.1016/0076-6879(81)71051-6
  24. Teufel R., Mascaraque V., Ismail W., Voss M., Perera J., Eisenreich W., Haehnel W., Fuchs G. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. № 32. P. 14390–14395. https://doi.org/10.1073/pnas.1005399107
  25. Deuschle U., Kammerer W., Gentz R., Bujard H. // EMBO J. 1986. V. 5. P. 2987–2994. https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1986.tb04596.x

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025