Evolving Small-Molecule Biosensors with Improved Performance and Reprogrammed Ligand Preference Using OrthoRep

生物传感器 定向进化 小分子 配体(生物化学) 合成生物学 计算生物学 代谢工程 定向分子进化 生物化学 己二酸 化学 生物 酶 基因 突变体 受体 有机化学
作者
Alex A. Javanpour,Chang C. Liu
出处
期刊:ACS Synthetic Biology [American Chemical Society]
卷期号:10 (10): 2705-2714 被引量:26
标识
DOI:10.1021/acssynbio.1c00316
摘要

Genetically encoded biosensors are valuable for the optimization of small-molecule biosynthesis pathways, because they transduce the production of small-molecule ligands into a readout compatible with high-throughput screening or selection in vivo. However, engineering biosensors with appropriate response functions and ligand preferences remains challenging. Here, we show that the continuous hypermutation system, OrthoRep, can be effectively applied to evolve biosensors with a high dynamic range, reprogrammed activity toward desired noncognate ligands, and proper operational range for coupling to biosynthetic pathways. In particular, we encoded the allosteric transcriptional factor, BenM, on OrthoRep such that the propagation of host yeast cells resulted in BenM's rapid and continuous diversification. When these cells were subjected to cycles of culturing and sorting on BenM activity in the presence and absence of its cognate ligand, muconic acid, or the noncognate ligand, adipic acid, we obtained multiple BenM variants that respond to their corresponding ligands. These biosensors outperform previously engineered BenM-based biosensors by achieving a substantially greater dynamic range (up to ∼180-fold induction) and broadened operational range. The expression of select BenM variants in the presence of a muconic acid biosynthetic pathway demonstrated sensitive biosensor activation without saturating response, which should enable pathway and host engineering for higher production of muconic and adipic acids. Given the streamlined manner in which high-performance and versatile biosensors were evolved using OrthoRep, this study provides a template for generating custom biosensors for metabolic pathway engineering and other biotechnology goals.

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
Yuan88发布了新的文献求助10
刚刚
简单的油桃完成签到,获得积分10
1秒前
直率盼海发布了新的文献求助10
1秒前
万能图书馆的应助被Terra采纳,获得10
1秒前
xiaochunLiu完成签到,获得积分10
1秒前
路特西兰发布了新的文献求助10
2秒前
orixero的应助被hyfbf采纳,获得10
2秒前
快乐搞钱hh完成签到,获得积分20
2秒前
轻松盼山完成签到,获得积分10
2秒前
充电宝的应助被Wlgd采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
快乐的剑愁关注了科研通微信公众号
3秒前
3秒前
shuke发布了新的文献求助10
3秒前
卑微学术人完成签到 ,获得积分0
3秒前
Mario发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Yuan88发布了新的文献求助10
4秒前
小鹿5460发布了新的文献求助10
4秒前
灼灼发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
tingtingting发布了新的文献求助10
4秒前
罗显发发布了新的文献求助10
5秒前
GWBN发布了新的文献求助10
5秒前
siqiqiqi发布了新的文献求助10
5秒前
米十二完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
飒奥完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
百里惊蛰发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
Yuan88发布了新的文献求助10
7秒前
mobei完成签到,获得积分10
7秒前
阳光的鼠标完成签到,获得积分10
7秒前
KK发布了新的文献求助10
7秒前
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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
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 8130924
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9533278
关于积分的说明 21600914
捐赠科研通 7713059
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3418289
关于科研通互助平台的介绍 2543967
邀请新用户注册赠送积分活动 2459621