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大肠杆菌中用于生产2,3-丁二醇的缩短的双酶途径。

A shortened, two-enzyme pathway for 2,3-butanediol production in Escherichia coli.

作者信息

Reshamwala Shamlan M S, Deb Shalini S, Lali Arvind M

机构信息

DBT-ICT Centre for Energy Biosciences, Institute of Chemical Technology, Matunga (East), Mumbai, Maharashtra, 400019, India.

Department of Chemical Engineering, Institute of Chemical Technology, Matunga (East), Mumbai, Maharashtra, 400019, India.

出版信息

J Ind Microbiol Biotechnol. 2017 Sep;44(9):1273-1277. doi: 10.1007/s10295-017-1957-5. Epub 2017 May 25.

DOI:10.1007/s10295-017-1957-5
PMID:28547323
Abstract

The platform chemical 2,3-butanediol (2,3-BDO) is produced by a number of microorganisms via a three-enzyme pathway starting from pyruvate. Here, we report production of 2,3-BDO via a shortened, two-enzyme pathway in Escherichia coli. A synthetic operon consisting of the acetolactate synthase (ALS) and acetoin reductase (AR) genes from Enterobacter under control of the T7 promoter was cloned in an episomal plasmid. E. coli transformed with this plasmid produced 2,3-BDO and the pathway intermediate acetoin, demonstrating that the shortened pathway was functional. To assemble a synthetic operon for inducer- and plasmid-free production of 2,3-BDO, ALS and AR genes were integrated in the E. coli genome under control of the constitutive ackA promoter. Shake flask-level cultivation led to accumulation of ~1 g/L acetoin and ~0.66 g/L 2,3-BDO in the medium. The novel biosynthetic route for 2,3-BDO biosynthesis described herein provides a simple and cost-effective approach for production of this important chemical.

摘要

平台化学品2,3-丁二醇(2,3-BDO)由多种微生物通过从丙酮酸开始的三酶途径产生。在此,我们报道了在大肠杆菌中通过缩短的双酶途径生产2,3-丁二醇。将由T7启动子控制的来自肠杆菌的乙酰乳酸合酶(ALS)和乙偶姻还原酶(AR)基因组成的合成操纵子克隆到附加体质粒中。用该质粒转化的大肠杆菌产生了2,3-丁二醇和途径中间体乙偶姻,表明缩短的途径是有功能的。为了组装用于无诱导剂和无质粒生产2,3-丁二醇的合成操纵子,将ALS和AR基因在组成型ackA启动子的控制下整合到大肠杆菌基因组中。摇瓶水平培养导致培养基中积累了约1 g/L的乙偶姻和约0.66 g/L的2,3-丁二醇。本文所述的2,3-丁二醇生物合成的新生物合成途径为生产这种重要化学品提供了一种简单且具有成本效益的方法。

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