Construction and optimization of Saccharomyces cerevisiae for synthesizing forskolin

福斯科林 酿酒酵母 代谢物 代谢工程 生物化学 代谢途径 发酵 米根霉 化学 生物 新陈代谢 酵母 体外
作者
Haiyan Ju,Chuanbo Zhang,Shifan He,Weihua Nan,Wenyu Lü
出处
期刊:Applied Microbiology and Biotechnology [Springer Science+Business Media]
卷期号:106 (5-6): 1933-1944 被引量:8
标识
DOI:10.1007/s00253-022-11819-z
摘要

Forskolin, one of the primary active metabolites of labdane-type diterpenoids, exhibits significant medicinal value, such as anticancer, antiasthmatic, and antihypertensive activities. In this study, we constructed a Saccharomyces cerevisiae cell factory that efficiently produced forskolin. First, a chassis strain that can accumulate 145.8 mg/L 13R-manoyl oxide (13R-MO), the critical precursor of forskolin, was constructed. Then, forskolin was produced by integrating CfCYP76AH15, CfCYP76AH11, CfCYP76AH16, ATR1, and CfACT1-8 into the 13R-MO chassis with a titer of 76.25 μg/L. We confirmed that cytochrome P450 enzymes (P450s) are the rate-limiting step by detecting intermediate metabolite accumulation. Forskolin production reached 759.42 μg/L by optimizing the adaptations between CfCYP76AHs, t66CfCPR, and t30AaCYB5. Moreover, multiple metabolic engineering strategies, including regulation of the target genes' copy numbers, amplification of the endoplasmic reticulum (ER) area, and cofactor metabolism enhancement, were implemented to enhance the metabolic flow to forskolin from 13R-MO, resulting in a final forskolin yield of 21.47 mg/L in shake flasks and 79.33 mg/L in a 5 L bioreactor. These promising results provide guidance for the synthesis of other natural terpenoids in S. cerevisiae, especially for those containing multiple P450s in their synthetic pathways. KEY POINTS: • The forskolin biosynthesis pathway was optimized from the perspective of system metabolism for the first time in S. cerevisiae. • The adaptation and optimization of CYP76AHs, t66CfCPR, and t30AaCYB5 promote forskolin accumulation, which can provide a reference for diterpenoids containing complex pathways, especially multiple P450s pathways. • The forskolin titer of 79.33 mg/L is the highest production currently reported and was achieved by fed-batch fermentation in a 5 L bioreactor.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
俊逸吐司完成签到 ,获得积分10
刚刚
我桽完成签到 ,获得积分10
2秒前
Bake完成签到 ,获得积分10
2秒前
文艺的初南完成签到 ,获得积分10
2秒前
传奇3应助菜狗一只啊采纳,获得10
11秒前
14秒前
aimanqiankun55完成签到 ,获得积分10
22秒前
六等于三二一完成签到 ,获得积分10
24秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
hjyylab应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
唐唐完成签到,获得积分10
37秒前
星辰大海完成签到 ,获得积分10
44秒前
小天使海蒂完成签到 ,获得积分10
49秒前
小乙猪完成签到 ,获得积分0
54秒前
lemongulf完成签到 ,获得积分10
58秒前
双眼皮跳蚤完成签到,获得积分10
1分钟前
shw完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Hua完成签到,获得积分10
1分钟前
SYLH应助和平港湾采纳,获得10
1分钟前
白白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
刘玉欣完成签到 ,获得积分10
1分钟前
咯咯咯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
aixiaoming0503完成签到,获得积分10
1分钟前
friend516完成签到 ,获得积分10
1分钟前
扶我起来写论文完成签到 ,获得积分10
1分钟前
jjwen完成签到 ,获得积分10
2分钟前
和平港湾完成签到,获得积分10
2分钟前
艾欧比完成签到 ,获得积分10
2分钟前
echo完成签到 ,获得积分10
2分钟前
zuhangzhao完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Shrimp完成签到 ,获得积分10
2分钟前
hjyylab应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
coolkid应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
dahafei完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
中华人民共和国出版史料(1954)第6卷 1000
Applied Survey Data Analysis (第三版, 2025) 800
Narcissistic Personality Disorder 700
Assessing and Diagnosing Young Children with Neurodevelopmental Disorders (2nd Edition) 700
Handbook of Experimental Social Psychology 500
The Martian climate revisited: atmosphere and environment of a desert planet 500
建国初期十七年翻译活动的实证研究. 建国初期十七年翻译活动的实证研究 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3845602
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3387845
关于积分的说明 10550702
捐赠科研通 3108463
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1712844
邀请新用户注册赠送积分活动 824508
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 774877