Developing a highly efficient hydroxytyrosol whole-cell catalyst by de-bottlenecking rate-limiting steps

限制 计算生物学 催化作用 生物 化学 生物化学 工程类 机械工程
作者
Jun Yao,Yang He,Nannan Su,S.R. Bharath,Yong Tao,Jian‐Ming Jin,Wei Chen,Haiwei Song,Shuang‐Yan Tang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:11 (1) 被引量:68
标识
DOI:10.1038/s41467-020-14918-5
摘要

Abstract Hydroxytyrosol is an antioxidant free radical scavenger that is biosynthesized from tyrosine. In metabolic engineering efforts, the use of the mouse tyrosine hydroxylase limits its production. Here, we design an efficient whole-cell catalyst of hydroxytyrosol in Escherichia coli by de-bottlenecking two rate-limiting enzymatic steps. First, we replace the mouse tyrosine hydroxylase by an engineered two-component flavin-dependent monooxygenase HpaBC of E. coli through structure-guided modeling and directed evolution. Next, we elucidate the structure of the Corynebacterium glutamicum VanR regulatory protein complexed with its inducer vanillic acid. By switching its induction specificity from vanillic acid to hydroxytyrosol, VanR is engineered into a hydroxytyrosol biosensor. Then, with this biosensor, we use in vivo-directed evolution to optimize the activity of tyramine oxidase (TYO), the second rate-limiting enzyme in hydroxytyrosol biosynthesis. The final strain reaches a 95% conversion rate of tyrosine. This study demonstrates the effectiveness of sequentially de-bottlenecking rate-limiting steps for whole-cell catalyst development.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
RAVEN发布了新的文献求助30
1秒前
3秒前
木子杨完成签到,获得积分10
4秒前
ZJY发布了新的文献求助10
5秒前
陈帅发布了新的文献求助50
5秒前
5秒前
西习完成签到,获得积分10
6秒前
我是老大应助rio采纳,获得10
6秒前
晴天关注了科研通微信公众号
6秒前
mzj发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
刘荣鑫完成签到 ,获得积分10
7秒前
小羊打嗝发布了新的文献求助10
7秒前
哈哈完成签到,获得积分10
7秒前
可研完成签到 ,获得积分10
9秒前
蓝天发布了新的文献求助20
10秒前
Knight-1124完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
15秒前
天天快乐应助王雪纯采纳,获得10
15秒前
流渡完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
所谓发布了新的文献求助10
17秒前
zzz发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
ZJY完成签到,获得积分20
19秒前
自觉远山发布了新的文献求助10
19秒前
rio发布了新的文献求助10
19秒前
落后的大叔完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
19秒前
悦耳的蜗牛完成签到 ,获得积分10
21秒前
sc完成签到 ,获得积分10
22秒前
Jasper应助布布采纳,获得10
22秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 6666
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
Media Today Mass Communication in a Converging World 9th Edition 400
Understanding Modeling and Simulation of Polymerization Reactions 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6843242
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8551065
关于积分的说明 18193051
捐赠科研通 6194848
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3041053
关于科研通互助平台的介绍 2032037
邀请新用户注册赠送积分活动 2018558