Enhanced limonene production in cyanobacteria reveals photosynthesis limitations

蓝藻 光合作用 柠檬烯 生产(经济) 环境科学 生物 植物 细菌 经济 遗传学 宏观经济学 精油
作者
Xin Wang,Wei Liu,Changpeng Xin,Yi Zheng,Yanbing Cheng,Su Sun,Runze Li,Xin‐Guang Zhu,Susie Y. Dai,P. M. Rentzepis,Joshua S. Yuan
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:113 (50): 14225-14230 被引量:150
标识
DOI:10.1073/pnas.1613340113
摘要

Terpenes are the major secondary metabolites produced by plants, and have diverse industrial applications as pharmaceuticals, fragrance, solvents, and biofuels. Cyanobacteria are equipped with efficient carbon fixation mechanism, and are ideal cell factories to produce various fuel and chemical products. Past efforts to produce terpenes in photosynthetic organisms have gained only limited success. Here we engineered the cyanobacterium Synechococcus elongatus PCC 7942 to efficiently produce limonene through modeling guided study. Computational modeling of limonene flux in response to photosynthetic output has revealed the downstream terpene synthase as a key metabolic flux-controlling node in the MEP (2-C-methyl-d-erythritol 4-phosphate) pathway-derived terpene biosynthesis. By enhancing the downstream limonene carbon sink, we achieved over 100-fold increase in limonene productivity, in contrast to the marginal increase achieved through stepwise metabolic engineering. The establishment of a strong limonene flux revealed potential synergy between photosynthate output and terpene biosynthesis, leading to enhanced carbon flux into the MEP pathway. Moreover, we show that enhanced limonene flux would lead to NADPH accumulation, and slow down photosynthesis electron flow. Fine-tuning ATP/NADPH toward terpene biosynthesis could be a key parameter to adapt photosynthesis to support biofuel/bioproduct production in cyanobacteria.
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
豆豆完成签到,获得积分10
刚刚
Iven完成签到,获得积分10
刚刚
希望天下0贩的0应助1111111采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
Wan完成签到,获得积分10
1秒前
小樱发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
如意大熊猫完成签到 ,获得积分20
2秒前
麦克阿瑟完成签到,获得积分10
2秒前
威武语薇完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
sx19910304发布了新的文献求助10
3秒前
牧心SKar完成签到,获得积分10
4秒前
peng发布了新的文献求助10
4秒前
KIM完成签到,获得积分10
4秒前
小Q发布了新的文献求助10
4秒前
bravo发布了新的文献求助10
5秒前
Petermyc完成签到,获得积分10
5秒前
汉堡包应助rrrrrrun采纳,获得10
5秒前
wanci应助生动幻儿采纳,获得10
6秒前
orixero应助LEESO采纳,获得10
6秒前
Orange应助简单的初夏采纳,获得10
7秒前
pengsia发布了新的文献求助10
7秒前
齐老六完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
kobe2408发布了新的文献求助10
8秒前
yyyyy发布了新的文献求助10
8秒前
赘婿应助小密没有秘密采纳,获得10
8秒前
天天快乐应助llyy采纳,获得10
9秒前
9秒前
AQ完成签到,获得积分10
11秒前
ganjuganju完成签到 ,获得积分10
12秒前
X3发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
nuuo发布了新的文献求助10
12秒前
怒古瑟哟完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
冯小路完成签到,获得积分10
14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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
2016 Venous Blood Study (VBS) (Final V3.0) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7704683
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9262641
关于积分的说明 20038630
捐赠科研通 7280315
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3295012
关于科研通互助平台的介绍 2450175
邀请新用户注册赠送积分活动 2301836