Cell free biosynthesis of isoprenoids from isopentenol
Notice bibliographique
Résumé
Cell-free systems are growing in importance for the biosynthesis of complex molecules. These systems combine the precision of traditional chemistry with the versatility of biology in creating superior overall processes. Recently, a new synthetic pathway for the biosynthesis of isoprenoids using the substrate isopentenol, dubbed the isopentenol utilization pathway (IUP), was demonstrated to be a promising alternative to the native 2C-methyl-d-erythritol-4-phosphate (MEP) and mevalonate (MVA) pathways. This simplified pathway, which contains a minimum of four enzymes to produce basic monoterpenes and only depends on ATP and isopentenol as substrates, allows for a highly flexible approach to the commercial synthesis of isoprenoid products. In this work, we use metabolic reconstitution to characterize this new pathway in vitro and demonstrate its use for the cell-free synthesis of mono-, sesquit-, and diterpenoids. Kinetic modeling and sensitivity analysis were also used to identify the most significant parameters for taxadiene productivity, and metabolic control analysis was employed to elucidate protein-level interactions within this pathway, which demonstrated that the IUP enzymatic system is primarily controlled by the concentration and kinetics of choline kinase (CK) and not regulated by any pathway intermediates. This is a significant advantage over the natural MEP or MVA pathways as it greatly simplifies future metabolic engineering efforts, both in vitro and in vivo, aiming at improving the kinetics of CK. Finally, we used the insights gathered to demonstrate an in vitro IUP system that can produce 220 mg/L of the diterpene taxadiene, in 9 hr, almost 3-fold faster than any system reported thus far.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».