Metabolic Engineering of Saccharomyces cerevisiae for Vitamin B5 Production

泛酸 酿酒酵母 发酵 代谢工程 酵母 生物化学 维生素 生物 微生物学 食品科学
作者
Jiaxuan Guo,Xixi Sun,Yu-Jie Yuan,Qitong Chen,Zutian Ou,Zixin Deng,Tian Ma,Tiangang Liu
出处
期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:71 (19): 7408-7417 被引量:16
标识
DOI:10.1021/acs.jafc.3c01082
摘要

Vitamin B5, also called d-pantothenic acid, is an essential vitamin in the human body and is widely used in pharmaceuticals, nutritional supplements, food, and cosmetics. However, few studies have investigated the microbial production of d-pantothenic acid, especially in Saccharomyces cerevisiae. By employing a systematic optimization strategy, we screened seven key genes in d-pantothenic acid biosynthesis from diverse species, including bacteria, yeast, fungi, algae, plants, animals, etc., and constructed an efficient heterologous d-pantothenic acid pathway in S. cerevisiae. By adjusting the copy number of the pathway modules, knocking out the endogenous bypass gene, balancing NADPH utilization, and regulating the GAL inducible system, a high-yield d-pantothenic acid-producing strain, DPA171, which can regulate gene expression using glucose, was constructed. By optimizing fed-batch fermentation, DPA171 produced 4.1 g/L d-pantothenic acid, which is the highest titer in S. cerevisiae to date. This study provides guidance for the development of vitamin B5 microbial cell factories.
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