A metabolic pathway for catabolizing levulinic acid in bacteria.
A metabolic pathway for catabolizing levulinic acid in bacteria.
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DOI：
10.1038/s41564-017-0028-z
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发表时间：
2017-12
影响因子：
28.3
通讯作者：
Pfleger BF
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rand JM;Pisithkul T;Clark RL;Thiede JM;Mehrer CR;Agnew DE;Campbell CE;Markley AL;Price MN;Ray J;Wetmore KM;Suh Y;Arkin AP;Deutschbauer AM;Amador-Noguez D;Pfleger BF
微生物可以分解代谢多种有机化合物，因此具有进行许多工业相关生物转化的潜力。实现生物精炼策略潜力的一个障碍在于我们对代谢途径的不完全了解，包括那些可用于同化天然丰富或容易产生的原料的代谢途径。例如，乙酰丙酸（LA）是作为木质纤维素生物质的脱水产物容易获得的碳源，并且可以用作某些细菌的唯一碳源。然而，LA catastrophe的遗传学和结构仍然未知。在这里，我们报告的鉴定和表征的七个基因的操纵子，使LA catalystinPseudomonasputidaKT 2440。当用纯化的蛋白质重建该途径时，我们观察到四种酰基辅酶A中间体的形成，包括独特的4-磷酸戊酰辅酶A和先前观察到的3-羟基戊酰辅酶A产物。利用适应性进化，我们获得了一个大肠杆菌LS 5218的突变体，该突变体具有adE和datoC的功能缺失，当表达来自P. putidaoperon。这一发现将使得能够更有效地利用生物质水解产物和代谢工程来开发使用LA作为原料的生物转化。
Microorganisms can catabolize a wide range of organic compounds and therefore have the potential to perform many industrially relevant bioconversions. One barrier to realizing the potential of biorefining strategies lies in our incomplete knowledge of metabolic pathways, including those that can be used to assimilate naturally abundant or easily generated feedstocks. For instance, levulinic acid (LA) is a carbon source that is readily obtainable as a dehydration product of lignocellulosic biomass and can serve as the sole carbon source for some bacteria. Yet, the genetics and structure of LA catabolism have remained unknown. Here, we report the identification and characterization of a seven-gene operon that enables LA catabolism inPseudomonas putidaKT2440. When the pathway was reconstituted with purified proteins, we observed the formation of four acyl-CoA intermediates, including a unique 4-phosphovaleryl-CoA and the previously observed 3-hydroxyvaleryl-CoA product. Using adaptive evolution, we obtained a mutant ofEscherichia coliLS5218 with functional deletions offadEandatoCthat was capable of robust growth on LA when it expressed the five enzymes from theP. putidaoperon. This discovery will enable more efficient use of biomass hydrolysates and metabolic engineering to develop bioconversions using LA as a feedstock.
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Biopython：用于计算分子生物学和生物信息学的免费 Python 工具。
DOI：
10.1093/bioinformatics/btp163
发表时间：
2009-06-01
期刊：
Bioinformatics (Oxford, England)
影响因子：
--
作者：
Cock PJ;Antao T;Chang JT;Chapman BA;Cox CJ;Dalke A;Friedberg I;Hamelryck T;Kauff F;Wilczynski B;de Hoon MJ
通讯作者：
de Hoon MJ
影响因子：
3.5
作者：
Fox, JD;Routzahn, KM;Waugh, DS
通讯作者：
Waugh, DS
影响因子：
48
作者：
Gibson, Daniel G.;Young, Lei;Smith, Hamilton O.
通讯作者：
Smith, Hamilton O.
影响因子：
56.9
作者：
Daley, DO;Rapp, M;von Heijne, G
通讯作者：
von Heijne, G
影响因子：
16.6
作者：
Graewert, Tobias;Rohdich, Felix;Groll, Michael
通讯作者：
Groll, Michael