Production of hydroxycinnamoyl anthranilates from glucose in Escherichia coli
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Oats contain hydroxycinnamoyl anthranilates, also named avenanthramides (Avn), which have beneficial health properties because of their antioxidant, anti-inflammatory, and antiproliferative effects. The microbial production of hydroxycinnamoyl anthranilates is an eco-friendly alternative to chemical synthesis or purification from plant sources. We recently demonstrated in yeast (Saccharomyces cerevisiae) that coexpression of 4-coumarate: CoA ligase (4CL) from Arabidopsis thaliana and hydroxycinnamoyl/benzoyl-CoA/anthranilate N-hydroxycinnamoyl/benzoyltransferase (HCBT) from Dianthus caryophyllusenabled the biological production of several cinnamoyl anthranilates upon feeding with anthranilate and various cinnamates. Using engineering strategies to overproduce anthranilate and hydroxycinnamates, we describe here an entire pathway for the microbial synthesis of two Avns from glucose in Escherichia coli. RESULTS: We first showed that coexpression of HCBT and Nt4CL1 from tobacco in the E. coli anthranilate-accumulating strain W3110 trpD9923 allowed the production of Avn D [N-(4'-hydroxycinnamoyl)-anthranilic acid] and Avn F [N-(3',4'-dihydroxycinnamoyl)-anthranilic acid] upon feeding with p-coumarate and caffeate, respectively. Moreover, additional expression in this strain of a tyrosine ammonia-lyase from Rhodotorula glutinis (RgTAL) led to the conversion of endogenous tyrosine into p-coumarate and resulted in the production of Avn D from glucose. Second, a 135-fold improvement in Avn D titer was achieved by boosting tyrosine production using two plasmids that express the eleven genes necessary for tyrosine synthesis from erythrose 4-phosphate and phosphoenolpyruvate. Finally, expression of either the p-coumarate 3-hydroxylase Sam5 from Saccharothrix espanensis or the hydroxylase complex HpaBC from E. coli resulted in the endogenous production of caffeate and biosynthesis of Avn F. CONCLUSION: We established a biosynthetic pathway for the microbial production of valuable hydroxycinnamoyl anthranilates from an inexpensive carbon source. The proposed pathway will serve as a platform for further engineering toward economical and sustainable bioproduction of these pharmaceuticals and other related aromatic compounds.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».