《JACS:全新的人工奇碳二羧酸生物合成途径》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: zhangmin
  • 发布时间:2017-03-31
  • 二羧酸是用于生产塑料,聚酯,尼龙,香料和药物的常用化学品。由于基于石油的化合物生产所带来的环境问题,基于生物方法的二羧酸生产途径获得人们的关注。一些工业应用中经常需要具有特定长度碳链的二羧酸,例如奇数碳二羧酸化合物。已有相当一部分研究报道了酵母和细菌细胞色素 P450 催化的脂肪酸氧化生物合成途径,这些途径基本都是产生偶数碳化合物。      由于化工应用中奇碳二羧酸化合物的重要地位,在最近的一项研究工作中,研究者在大肠杆菌中构建了一条直接由葡萄糖生成奇数碳二羧酸产物的全新途径,该途径涉及多个生物素和脂肪酸合成途径中的酶。这项研究成果《 Production of odd-carbon dicarboxylic acids in Escherichia coli using an engineered biotin-fatty acid biosynthetic pathway 》由合成生物学大牛 Jay D. K...

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    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-01-26
    • 2024年1月25日,中国农业科学院农业基因组研究所闫建斌及北京大学雷晓光共同通讯在Science 在线发表题为Characterization and heterologous reconstitution of Taxus biosynthetic enzymes leading to baccatin III的研究论文。 紫杉醇是一种众所周知的抗癌化合物。它的生物合成包括形成一个高度功能化的二萜核心骨架(baccatin III)和随后的苯基异丝氨酸侧链的组装。尽管经过半个世纪的深入研究,baccatin III的完整生物合成途径仍然未知。 该研究发现了一种双功能细胞色素P450酶(Taxane oxetanase, TOT),它催化紫杉醇oxetane形成中的氧化重排,代表了以前未知的oxetane环形成的酶机制。该研究建立了基于紫杉素(taxusin)生物合成途径的筛选策略,并发现了负责紫杉烷氧化C9位置(T9αH)的酶。最后,该研究在烟草中人工重组了一种生产baccatin III的生物合成途径。 总之,该研究成功鉴定了紫杉醇生物途径的关键缺失酶,揭示了红豆杉催化含氧四元环分子形成的全新机制,发现了紫杉醇异源生物合成的核心基因,实现了紫杉醇核心前体baccatin III在烟草中的异源合成。该研究成果解决了紫杉醇生物合成研究中的关键瓶颈问题,是植物天然产物生物合成领域中的重大突破,为通过合成生物学的手段实现紫杉醇的高效、可持续生产铺平了道路,具有极高的科学创新性与应用价值。
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    • 编译者:陈方
    • 发布时间:2021-03-08
    • 研究者通过逆向生物合成扩展生物合成途径 2021年1月8日Nature Communication报道,韩国科学技术院(KAIST)研究者通过结合逆向生物合成和前体选择步骤,设计了首个短链伯胺的生物合成途径,短链伯胺在化学工业中具有广泛的应用。该方法为系统设计生产化学物质的生物合成途径的提供了一种新策略。 利用微生物可生产的化学物质的范围随着系统代谢工程学的发展而不断扩大,但是目前在工业上具有重要用途的短链伯胺至今尚未有生物学生产方法的报道。短链伯胺(Short-chain primary amines ,SCPAs)是氨(NH3)中一个氢原子被碳链长度从1到7的烷基或芳基取代所形成的分子。SCPAs已经广泛应用在化学工业,如作为药物的前体(治疗糖尿病药和抗高血压的药物)、农用化学品(如除草剂、杀菌剂和杀虫剂)、溶剂、橡胶硫化促进剂和增塑剂。 短链伯胺尚无法生物生产的主要原因是由于其生物合成途径还未知。此次,研究团队通过结合逆向生物合成和前体选择步骤,为短链伯胺设计了合成生物合成途径。研究者首先确定的15种目标SCPAs的直接前体,再利用编码缬氨酸脱羧酶的vlmD在体外和体内从前体生成SCPAs,表达异源vlmD的大肠杆菌可以利用其直接前体产生其中10种SCPA。此外,代谢工程的大肠杆菌菌株被开发出来,从葡萄糖产生代表性的SCPA,包括通过批次投料培养可以生产10.67g/l的异丁胺。 吴晓燕  编译自https://phys.org/news/2021-01-biosynthetic-pathway-retrobiosynthesis.html 原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-20423-6 原文标题:Microbial production of multiple short-chain primary amines via retrobiosynthesis