Modular Whole-Cell Transaminase Cascades for Bioamination of Biomass-Derived Aldehydes through Amino-Donor Regeneration and Pyruvate Removal

转氨作用 化学 辅因子 香兰素 丙酮酸脱氢酶复合物 生物化学 醇脱氢酶 丙酮酸 转氨酶 基质(水族馆) 催化作用 级联反应 丙酮酸脱羧 甲酸脱氢酶 产物抑制 单加氧酶 丙酮酸脱羧酶 丙酮酸脱氢酶磷酸酶 脱氢酶 有机化学 亚胺离子 苯乙酮 丙酮酸羧化酶 组合化学 生物催化 格式化 丙酮酸脱氢酶激酶 立体化学 糖异生 产量(工程) 乙醛
作者
Qi Li,Yuyang Hu,Yu Deng,Yu-Cai He
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:14 (39): 17925-17940
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.6c08723
摘要

Abstract The biocatalytic conversion of lignocellulose-derived aldehydes into value-added aromatic and heteroaromatic amines is often restricted by the reversibility of transamination, inefficient amine-donor utilization, pyruvate accumulation, and insufficient intracellular cofactor regeneration. In this study, three modular whole-cell cascade systems were constructed by coexpressing the ω-transaminase RtTA with alanine dehydrogenase (AlaDH), lactate dehydrogenase and formate dehydrogenase (LDH–FDH), or pyruvate decarboxylase (PDC). The RtTA–AlaDH module was designed to regenerate L-alanine from pyruvate and ammonium using reducing equivalents supplied by endogenous glucose metabolism. The RtTA–LDH–FDH system coupled pyruvate reduction with formate-dependent NADH regeneration, whereas the RtTA–PDC cascade irreversibly converted pyruvate to acetaldehyde and CO2. Vanillin was used as the model substrate to compare the effects of reaction temperature, pH, donor or cosubstrate loading, organic-solvent content, and substrate concentration. Among the three systems, the RtTA–PDC cascade showed the best performance at elevated vanillin loading, producing 67.2 mM vanillylamine from 75 mM vanillin in approximately 90% yield at an L-alanine-to-vanillin molar ratio of 7:1. The RtTA–LDH–FDH system maintained transamination activity over a broader range of vanillin concentrations than the RtTA–AlaDH cascade, whereas the latter avoided direct supplementation with L-alanine. The engineered whole-cell systems also catalyzed the transamination of isovanillin, p-anisaldehyde, furfural, and 5-hydroxymethylfurfural and retained catalytic activity in aqueous media containing dimethyl sulfoxide. These results highlight auxiliary-enzyme selection as a modular strategy for tuning whole-cell transamination performance.
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
Wangtutu发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
Stitch完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
12123发布了新的文献求助10
1秒前
ZAY完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
TheNeuron完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
fx的应助被Cecilia采纳,获得10
3秒前
3秒前
铁锅挂面发布了新的文献求助20
3秒前
YTG完成签到,获得积分10
3秒前
SKYYING完成签到,获得积分20
3秒前
han发布了新的文献求助10
3秒前
n11发布了新的文献求助10
3秒前
Yuyu完成签到 ,获得积分10
4秒前
Leo发布了新的文献求助10
4秒前
森林发布了新的文献求助30
4秒前
极限001给Ta沓如流星的求助进行了留言
4秒前
zlh发布了新的文献求助30
4秒前
Chinlu_Lee的应助被Stitch采纳,获得10
5秒前
搜集达人的应助被乌鲁鲁大师采纳,获得10
5秒前
5秒前
CodeCraft的应助被畔畔采纳,获得20
5秒前
好香完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
yuan发布了新的文献求助10
6秒前
Garvey发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
万能图书馆的应助被zyx采纳,获得10
6秒前
搜集达人的应助被yuan采纳,获得10
6秒前
FreedomThh完成签到,获得积分10
7秒前
海底落日完成签到 ,获得积分10
7秒前
祁祁完成签到 ,获得积分10
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Les Mots du discours 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8088278
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9501434
关于积分的说明 21425628
捐赠科研通 7659692
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3403860
关于科研通互助平台的介绍 2532535
邀请新用户注册赠送积分活动 2442330