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Enregistrement W2469206596 · doi:10.1128/aem.01354-16

Disruption of the Reductive 1,3-Propanediol Pathway Triggers Production of 1,2-Propanediol for Sustained Glycerol Fermentation by Clostridium pasteurianum

2016· article· en· W2469206596 sur OpenAlexafffund
Michael E. Pyne, Stanislav Sokolenko, Xuejia Liu, Kajan Srirangan, Mark R. Bruder, Marc G. Aucoin, Murray Moo‐Young, Duane A. Chung, C. Perry Chou

Notice bibliographique

RevueApplied and Environmental Microbiology · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueMicrobial Metabolic Engineering and Bioproduction
Établissements canadiensMcMaster UniversityUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesNetworks of Centres of Excellence of CanadaNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanada Research ChairsGovernment of Canada
Mots-clés1,3-PropanediolGlycerolMetaboliteFermentationButanolChemistryBiodieselMetabolic engineeringBiochemistryPropanediolBiodiesel productionEthanolFood scienceOrganic chemistryEnzymeCatalysis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

UNLABELLED: Crude glycerol, the major by-product of biodiesel production, is an attractive bioprocessing feedstock owing to its abundance, low cost, and high degree of reduction. In line with the advent of the biodiesel industry, Clostridium pasteurianum has gained prominence as a result of its unique capacity to convert waste glycerol into n-butanol, a high-energy biofuel. However, no efforts have been directed at abolishing the production of 1,3-propanediol (1,3-PDO), the chief competing product of C. pasteurianum glycerol fermentation. Here, we report rational metabolic engineering of C. pasteurianum for enhanced n-butanol production through inactivation of the gene encoding 1,3-PDO dehydrogenase (dhaT). In spite of current models of anaerobic glycerol dissimilation, culture growth and glycerol utilization were unaffected in the dhaT disruption mutant (dhaT::Ll.LtrB). Metabolite characterization of the dhaT::Ll.LtrB mutant revealed an 83% decrease in 1,3-PDO production, encompassing the lowest C. pasteurianum 1,3-PDO titer reported to date (0.58 g liter(-1)). With 1,3-PDO formation nearly abolished, glycerol was converted almost exclusively to n-butanol (8.6 g liter(-1)), yielding a high n-butanol selectivity of 0.83 g n-butanol g(-1) of solvents compared to 0.51 g n-butanol g(-1) of solvents for the wild-type strain. Unexpectedly, high-performance liquid chromatography (HPLC) analysis of dhaT::Ll.LtrB mutant culture supernatants identified a metabolite peak consistent with 1,2-propanediol (1,2-PDO), which was confirmed by nuclear magnetic resonance (NMR). Based on these findings, we propose a new model for glycerol dissimilation by C. pasteurianum, whereby the production of 1,3-PDO by the wild-type strain and low levels of both 1,3-PDO and 1,2-PDO by the engineered mutant balance the reducing equivalents generated during cell mass synthesis from glycerol. IMPORTANCE: Organisms from the genus Clostridium are perhaps the most notable native cellular factories, owing to their vast substrate utilization range and equally diverse variety of metabolites produced. The ability of C. pasteurianum to sustain redox balance and glycerol fermentation despite inactivation of the 1,3-PDO pathway is a testament to the exceptional metabolic flexibility exhibited by clostridia. Moreover, identification of a previously unknown 1,2-PDO-formation pathway, as detailed herein, provides a deeper understanding of fermentative glycerol utilization in clostridia and will inform future metabolic engineering endeavors involving C. pasteurianum To our knowledge, the C. pasteurianum dhaT disruption mutant derived in this study is the only organism that produces both 1,2- and 1,3-PDOs. Most importantly, the engineered strain provides an excellent platform for highly selective production of n-butanol from waste glycerol.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,364

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,003
Tête enseignante GPT0,169
Écart entre enseignants0,166 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations33
Publié2016
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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