A novel bifunctional aldehyde/alcohol dehydrogenase mediating ethanol formation from acetyl-CoA in hyperthermophiles
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background: Hyperthermophilic fermentation at temperatures above 80 °C allows in situ product removal to mitigate the ethanol toxicity, and reduces microbial contamination without autoclaving/cooling of feedstock. Many species of Thermotoga grow at temperatures up to 90 °C, and have enzymes to degrade and utilize lignocelluloses, which provide advantages for achieving consolidated processes of cellulosic ethanol production. However, no CoA-dependent aldehyde dehydrogenase (CoA-Aldh) from any hyperthermophiles has been documented in literature so far. The pyruvate ferredoxin oxidoreductases from hyperthermophiles have pyruvate decarboxylase activity, which convert about 2% and 98% of pyruvate to acetaldehyde and acetyl-CoA (ac-CoA), respectively. Acetyl-CoA can be converted to acetic acid, if there is no CoA-Aldh to convert ac-CoA to acetaldehyde and further to ethanol. Therefore, the current study aimed to identify and characterize a CoA-Aldh activity that mediates ethanol fermentation in hyperthermophiles.Results: In Thermotoga neapolitana (Tne), a hyperthermophilic iron-acetaldehyde/alcohol dehydrogenase (Fe-AAdh) was, for the first time, revealed to catalyze the ac-CoA reduction to form ethanol via an acetaldehyde intermediate, while the annotated aldh gene in Tne genome only encodes a CoA-independent Aldh that oxidizes aldehyde to acetic acid. Three other Tne alcohol dehydrogenases (Adh) exhibited specific physiological roles in ethanol formation and consumption: Fe-Adh2 mainly catalyzed the reduction of acetaldehyde to produce ethanol, and Fe-Adh1 showed significant activities only under extreme conditions, while Zn-Adh showed special activity in ethanol oxidation. In the in vitro formation of ethanol from ac-CoA, a strong synergy was observed between Fe-Adh1 and Fe-AAdh. The Fe-AAdh gene is highly conserved in Thermotoga spp. and in Pyrococus sp., which is probably responsible for ethanol metabolism in hyperthermophiles.Conclusions: Hyperthermophilic Thermotoga spp. are excellent candidates for biosynthesis of cellulosic ethanol fermentation strains. The finding of a novel hyperthermophilic CoA-Aldh activity of Tne Fe-AAdh revealed the existence of a hyperthermophilic fermentation pathway from ac-CoA to ethanol, which offers a basic frame for in vitro synthesis of a highly active AAdh for effective ethanol fermentation pathway in hyperthermophiles, which is a key element for the approach to the consolidated processes of cellulosic ethanol production.
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 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) | 0,000 | 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 | 0,000 | 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 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 ».