已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Precise l-threonine-to-l-isoleucine pathway regulation for engineering high-efficiency whole-cell biocatalysts

代谢工程 辅因子 大肠杆菌 合成生物学 生化工程 发酵 生物催化 生产过剩 突变体 化学 生物反应器 质粒 蛋白质工程 计算生物学 生物技术 生物合成 代谢途径 工业生物技术 催化效率 过程(计算) 重组DNA 摩尔比 基因缺失 生物化学 细菌蛋白 酿酒酵母 生物 氨基酸
作者
Heng Zhang,Fuqiang Song,Ke Wang,Faqing Wu,Lihao Deng,Kun Qiu,Jingwen Zhou
出处
期刊:Synthetic and Systems Biotechnology [Elsevier BV]
卷期号:12: 1-9 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.synbio.2025.10.009
摘要

L-Isoleucine (L-Ile), a critical branched-chain amino acid with diverse applications in food, pharmaceutical, and cosmetic industries, is difficult to produce efficiently at scale in microbial systems due to metabolic bottlenecks and cofactor limitations. This study metabolically engineered Escherichia coli BL21(DE3) to develop a whole-cell biocatalyst for efficient L-Ile biosynthesis. Key strategies included screening acetohydroxy acid synthase (AHAS) isoenzymes, identifying ilvGM -encoded AHAS II as the optimal enzyme, relieving feedback inhibition of ilvA (encoding L-threonine dehydratase) through mutant screening, and optimizing genetic circuits (promoter tuning, plasmid copy number). Dual-precursor supplementation revealed L-threonine as a critical factor for suppressing L-valine byproduct. Fed-batch fermentation in a 5 L bioreactor achieved a peak molar conversion rate of 98.4%, yielding 40.1 g/L L-Ile within 36 h. The mass conversion rate (L-Ile/glucose) achieved 0.36 g/g and the production efficiency achieved 1.11 g/L/h, demonstrating the feasibility of whole-cell catalysis. This work provides a robust framework for industrial L-Ile production and transferable strategies for branched-chain amino acid pathway optimization. • Escherichia coli was engineered to enhance L-isoleucine production. • Feedback-inhibited ilvGM and ilvA eco L447F/L451A boost conversion efficiency. • Genetic circuit engineering optimizes L-threonine to L-isoleucine biosynthesis. • Cofactor specificity remodeling via ilvC cge S34G/L47E/R48F enhances L-isoleucine production. • Whole-cell biocatalysis achieves 98.4% L-threonine to L-isoleucine conversion.
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
时零完成签到 ,获得积分10
1秒前
英俊的铭应助今天早睡采纳,获得10
1秒前
Cc完成签到 ,获得积分10
1秒前
麦克斯韦妖完成签到 ,获得积分10
2秒前
英姑应助平常汉堡采纳,获得30
2秒前
3秒前
3秒前
柏笙笑完成签到 ,获得积分10
4秒前
ii完成签到,获得积分10
4秒前
Faker完成签到,获得积分10
4秒前
牛来发布了新的文献求助60
5秒前
keep完成签到,获得积分10
5秒前
靳南希完成签到 ,获得积分10
5秒前
HAO完成签到 ,获得积分10
5秒前
科研通AI6.4应助lu采纳,获得10
5秒前
6秒前
WM完成签到,获得积分10
7秒前
周em12_发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Malik发布了新的文献求助10
8秒前
Crssss发布了新的文献求助20
9秒前
独特的映菱完成签到,获得积分10
9秒前
爱听歌的代曼完成签到 ,获得积分10
10秒前
RRom发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
KhanhVy发布了新的文献求助10
11秒前
领导范儿应助filory采纳,获得10
12秒前
闾丘志泽完成签到,获得积分10
12秒前
小马甲应助Malik采纳,获得10
13秒前
内啡呔发布了新的文献求助10
13秒前
Ddddd完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
nikuisi发布了新的文献求助10
16秒前
呵呵发布了新的文献求助10
16秒前
吴佳庆发布了新的文献求助10
16秒前
梨落南山雪完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
怪人一号完成签到,获得积分10
19秒前
忽远忽近的她完成签到 ,获得积分10
20秒前
科研菜鸟望毕业完成签到,获得积分10
20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
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Rosenblum, Global Change Biology 500
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 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 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7772067
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9314525
关于积分的说明 20339111
捐赠科研通 7357435
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3316879
关于科研通互助平台的介绍 2465370
邀请新用户注册赠送积分活动 2331888