Production of (2R, 3R)-2,3-butanediol using engineered Pichia pastoris: strain construction, characterization and fermentation
Notice bibliographique
Résumé
2,3-butanediol (2,3-BD) is a bulk platform chemical with various potential applications such as aviation fuel. 2,3-BD has three optical isomers: (2R, 3R)-, (2S, 3S)- and meso-2,3-BD. Optically pure 2,3-BD is a crucial precursor for the chiral synthesis and it can also be used as anti-freeze agent due to its low freezing point. 2,3-BD has been produced in both native and non-native hosts. Several pathogenic bacteria were reported to produce 2,3-BD in mixture of its optical isomers including Klebsiella pneumoniae and Klebsiella oxytoca . Engineered hosts based on episomal plasmid expression such as Escherichia coli , Saccharomyces cerevisiae and Bacillus subtilis are not ideal for industrial fermentation due to plasmid instability. Pichia pastoris is generally regarded as safe and a well-established host for high-level heterologous protein production. To produce pure (2R, 3R)-2,3-BD enantiomer, we developed a P. pastoris strain by introducing a synthetic pathway. The als S and als D genes from B. subtilis were codon-optimized and synthesized. The BDH1 gene from S. cerevisiae was cloned. These three pathway genes were integrated into the genome of P. pastoris and expressed under the control of GAP promoter. Production of (2R, 3R)-2,3-BD was achieved using glucose as feedstock. The optical purity of (2R, 3R)-2,3-BD was more than 99%. The titer of (2R, 3R)-2,3-BD reached 12 g/L with 40 g/L glucose as carbon source in shake flask fermentation. The fermentation conditions including pH, agitation speeds and aeration rates were optimized in batch cultivations. The highest titer of (2R, 3R)-2,3-BD achieved in fed-batch fermentation using YPD media was 45 g/L. The titer of 2,3-BD was enhanced to 74.5 g/L through statistical medium optimization. The potential of engineering P. pastoris into a microbial cell factory for biofuel production was evaluated in this work using (2R, 3R)-2,3-BD as an example. Engineered P. pastoris could be a promising workhorse for the production of optically pure (2R, 3R)-2,3-BD.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
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) | 0,001 | 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 | 0,001 | 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 ».