Construction of in vitro artificial metabolic pathway using thermo-tolerant enzymes

利用耐热酶构建体外人工代谢途径

• 批准号: 23780078
• 负责人: HONDA Kohsuke
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23780078/
• 关键词: 酵素反応; 発酵; 生体機能利用; 代謝工学; 好熱菌; ピルビン酸酸化; 合成代謝工学; タンパク質工学; ピルビン酸デヒドロゲナーゼ; 好熱性菌; 耐熱性酵素

An artificial pyruvate decarboxylation pathway, through which pyruvate can be converted to acetyl-CoA, was constructed by using a coupled enzyme system consisting of thermo-tolerant pyruvate decarboxylase and CoA-acylating aldehyde dehydrogenase. To demonstrate the applicability of the artificial pathway for chemical production, a cofactor-balanced and CoA-recycling synthetic pathway for N-acetylglutamate production was designed by coupling the acetyl-CoA-forming pathway with the glutamate dehydrogenase and N-acetylglutamate synthetase. N-Acetylglutamate could be produced from an equimolar mixture of pyruvate and alpha-ketoglutarate with a molar yield of 55% through the synthetic pathway consisting of the four thermo-tolerant enzymes. The overall recycling number of CoA was calculated to be 27.

通过使用由耐热丙酮酸脱羧酶和CoA酰化醛脱氢酶组成的偶联酶系统构建了丙酮酸可转化为乙酰辅酶A的人工丙酮酸脱羧途径。为了证明人工途径在化学生产中的适用性，通过将乙酰辅酶A形成途径与谷氨酸脱氢酶和N-乙酰谷氨酸合成酶偶联，设计了用于N-乙酰谷氨酸生产的辅因子平衡和辅酶A循环合成途径。 N-乙酰谷氨酸可以由丙酮酸和α-酮戊二酸的等摩尔混合物通过由四种耐热酶组成的合成途径产生，摩尔产率为55%。 CoA的总回收数量经计算为27。

项目成果

Feasibility of thermophilic adenosine triphosphate-regeneration system using Thermus thermophilus polyphosphate kinase

• DOI: 10.1016/j.procbio.2011.05.021
• 发表时间: 2011-09-01
• 期刊: PROCESS BIOCHEMISTRY
• 影响因子: 4.4
• 作者: Restiawaty, Elvi;Iwasa, Yoshihiro;Ohtake, Hisao
• 通讯作者: Ohtake, Hisao

Isolation and characterization of a thermotolerant ene reductase from Geobacillus sp 30 and its heterologous expression in Rhodococcus opacus

• DOI: 10.1007/s00253-014-5668-9
• 发表时间: 2014-07-01
• 期刊: APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
• 影响因子: 5
• 作者: Tsuji, Naoto;Honda, Kohsuke;Ohtake, Hisao
• 通讯作者: Ohtake, Hisao

耐熱性酵素を用いたミニマムエンザイムファクトリーの創出

使用耐热酶创建最小的酶工厂

• 发表时间: 2014
• 作者: R. Umeda;Q. Fu;H. Kobayashi;K. Sato;本田孝祐
• 通讯作者: 本田孝祐

耐熱性酵素モジュールを用いたin vitro代謝工学への挑戦

使用热稳定性酶模块对体外代谢工程的挑战

• 发表时间: 2013
• 作者: Q. Fu;H. Kobayashi;T. Wakayama;H. Maeda;K. Sato;小林 肇;本田孝祐
• 通讯作者: 本田孝祐

耐熱性酵素モジュールを用いた合成代謝工学への挑戦

使用热稳定性酶模块对合成代谢工程的挑战

• 发表时间: 2012
• 作者: 本田孝祐;Ye Xiaoting;岡野憲司;大竹久夫;本田孝祐
• 通讯作者: 本田孝祐