Combining metabolic engineering and synthetic biology to engineer natural product synthesis in oleaginous yeast
Combining metabolic engineering and synthetic biology to engineer natural product synthesis in oleaginous yeast
批准号:
1805139
负责人:
Philip Farabaugh
金额:
$29.83万
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2018
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2018-09-01 至 2024-08-31
中文摘要
植物产生具有药用特性的化学物质。由于浓度低,从天然来源中分离植物天然产物(PNP)是困难的。由于PNP的结构复杂性,化学合成通常不经济。该项目将修改酵母生产具有抗癌特性的PNP。该分子代表了一类具有治疗价值的PNP。如果酵母可以产生高浓度的PNP,这些药物可能会变得更便宜。还计划开展外联活动。研究机会将提供给少数民族本科生。教学示范和科学博览会介绍将在巴尔的摩和华盛顿地区。这些努力的目标是招募女高中生和代表性不足的少数民族从事STEM职业。为了提高PNP生产的成本竞争力,该项目将解决辅因子平衡(ATP,NADPH,CoASH等),并最大限度地提高碳流和电子还原效率。这种跨学科的方法结合了基因工程,基因调控,适应性实验室进化,耐受性表型,代谢谱和细胞区室化工程。生物化学和遗传策略将消除HMG-CoA途径负反馈控制,改善代谢物运输,并过表达植物P450酶。 这些努力应提高途径效率,并使PNPs的化学结构多样化。我们的战略将针对途径产量和总制造成本。我们的目标是建立一个具有成本竞争力的环状三萜类生物制造平台,大大降低制造成本。该项目将为工程Y.该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
英文摘要
Plants produce chemicals with medicinal properties. Isolating plant natural products (PNPs) from native sources is difficult due to low concentrations. Chemical synthesis is often not economical because of the structural complexity of PNPs. This project will modify yeast to produce a PNP with anti-cancer properties. This molecule represents a class of PNPs with therapeutic value. If yeast can produce high concentrations of PNPs, these drugs could become more affordable. Outreach activities are also planned. Research opportunities will be offered to minority undergraduates. Teaching demonstrations and science fair presentations will be made in Baltimore and the DC area. The goal of these efforts will be to recruit female high school students and underrepresented minorities to pursue STEM careers. To improve the cost-competitiveness of PNP production, the project will address cofactor balance (ATP, NADPH, CoASH et al) and maximize the carbon flow and electron reduction efficiency towards the target pathway. This interdisciplinary approach combines genetic engineering, gene regulation, adaptive lab evolution, tolerance phenotyping, metabolic profiling, and cellular compartmentalization engineering. Biochemical and genetic strategies will abolish HMG-CoA pathway negative feedback control, improve metabolite trafficking, and overexpress plant P450 enzymes. These efforts should improve pathway efficiency and diversify the chemical structure of PNPs. Our strategy will target pathway yield and the total cost of manufacturing. The goal is to build a cost-competitive cyclic triterpenoids biomanufacturing platform with significantly reduced manufacturing cost. This project will provide a testbed for engineering Y. lipolytica and expanding nature's capacity to produce complex PNPs with pharmaceutical values for clinical trials and treating emerging diseases.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
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DOI:
10.1016/j.bej.2019.02.005
发表时间:
2019-04
期刊:
Biochemical Engineering Journal
影响因子:
3.9
作者:
[Hannah Aris;Shayan G. Borhani;Devorah Cahn;C. ODonnell;E. Tan;Peng Xu]
通讯作者:
Hannah Aris;Shayan G. Borhani;Devorah Cahn;C. ODonnell;E. Tan;Peng Xu
DOI:
10.1186/s12934-019-1111-3
发表时间:
2019-03
期刊:
Microbial Cell Factories
影响因子:
6.4
作者:
[Xiaoyun Wan;Monireh Marsafari;Peng Xu]
通讯作者:
Xiaoyun Wan;Monireh Marsafari;Peng Xu
DOI:
10.1021/acssynbio.9b00193
发表时间:
2019-11-01
期刊:
ACS SYNTHETIC BIOLOGY
影响因子:
4.7
作者:
[Lv, Yongkun, Marsafari, Monireh, Xu, Peng]
通讯作者:
Xu, Peng
DOI:
10.1016/j.mec.2019.e00121
发表时间:
2020-06-01
期刊:
METABOLIC ENGINEERING COMMUNICATIONS
影响因子:
5.2
作者:
[Marsafari, Monireh, Xu, Peng]
通讯作者:
Xu, Peng
DOI:
10.1016/j.ymben.2019.08.017
发表时间:
2019-12-01
期刊:
METABOLIC ENGINEERING
影响因子:
8.4
作者:
[Liu, Huan, Marsafari, Monireh, Xu, Peng]
通讯作者:
Xu, Peng
共 7 条
Bilateral NSF/BIO-BBSRC: Synthetic gene circuits to measure and mitigate translational stress during heterologous protein expression
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批准号:1645795
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$68.34万
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财政年份:2016
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负责人:Philip Farabaugh
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依托单位:
国内基金
海外基金
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α-酮戊二酸调控ACMSD介导犬尿氨酸通路代谢重编程在年龄相关性听力损失中的作用及机制研究
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批准号:82371150
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2023
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负责人:侯书乐
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依托单位:
多囊卵巢综合征中甲酰肽受体2调控小胶质细胞代谢重编程导致GnRH神经元过度激活及HPO轴异常的病理机制研究
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批准号:82370797
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2023
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负责人:陶弢
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依托单位:
NPC1调控肾上腺皮质激素分泌影响代谢稳态的机制研究
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批准号:82370796
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2023
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负责人:蒋怡然
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依托单位:
衰老上皮细胞FABP4调控HSDL2致脂肪酸代谢失衡在BPH发病中的机制研究
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批准号:82370774
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2023
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负责人:阮渊
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依托单位:
基于AMPK/PGC-1α信号轴的工程化外泌体靶向调控BMSCs能量代谢重编程在老年机体骨修复中的作用及其机制研究
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批准号:82370920
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项目类别:面上项目
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资助金额:48.00万元
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批准年份:2023
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负责人:周名亮
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依托单位:
基于影像代谢重塑可视化的延胡索酸水合酶缺陷型肾癌危险性分层模型的研究
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批准号:82371912
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项目类别:面上项目
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资助金额:48.00万元
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批准年份:2023
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负责人:吴广宇
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依托单位:
GPSM1介导Ca2+循环-II型肌球蛋白网络调控脂肪产热及代谢稳态的机制研究
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批准号:82370879
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2023
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负责人:严婧
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依托单位:
PRRC2在eIF3调控的翻译过程中的分子机制及其对肌肉健康的影响
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批准号:32100620
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2021
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负责人:林英英
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依托单位:
SLC38A6通过调控天冬氨酸介导的嘧啶合成促进肝癌生长的机制研究
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批准号:32100626
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2021
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负责人:秦望舒
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依托单位:
溶酶体贮积症细胞内胆固醇累积导致患者神经元死亡的细胞与分子机制
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批准号:32100621
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2021
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负责人:李平
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依托单位: