Bacterial catabolism of acetovanillone, a lignin-derived compound
Notice bibliographique
Résumé
Bacterial catabolic pathways have considerable potential as industrial biocatalysts for the valorization of lignin, a major component of plant-derived biomass. Here, we describe a pathway responsible for the catabolism of acetovanillone, a major component of several industrial lignin streams. Rhodococcus rhodochrous GD02 was previously isolated for growth on acetovanillone. A high-quality genome sequence of GD02 was generated. Transcriptomic analyses revealed a cluster of eight genes up-regulated during growth on acetovanillone and 4-hydroxyacetophenone, as well as a two-gene cluster up-regulated during growth on acetophenone. Bioinformatic analyses predicted that the hydroxyphenylethanone (Hpe) pathway proceeds via phosphorylation and carboxylation, before β-elimination yields vanillate from acetovanillone or 4-hydroxybenzoate from 4-hydroxyacetophenone. Consistent with this prediction, the kinase, HpeHI, phosphorylated acetovanillone and 4-hydroxyacetophenone. Furthermore, HpeCBA, a biotin-dependent enzyme, catalyzed the ATP-dependent carboxylation of 4-phospho-acetovanillone but not acetovanillone. The carboxylase’s specificity for 4-phospho-acetophenone ( k cat / K M = 34 ± 2 mM −1 s −1 ) was approximately an order of magnitude higher than for 4-phospho-acetovanillone. HpeD catalyzed the efficient dephosphorylation of the carboxylated products. GD02 grew on a preparation of pine lignin produced by oxidative catalytic fractionation, depleting all of the acetovanillone, vanillin, and vanillate. Genomic and metagenomic searches indicated that the Hpe pathway occurs in a relatively small number of bacteria. This study facilitates the design of bacterial strains for biocatalytic applications by identifying a pathway for the degradation of acetovanillone.
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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) | 0,000 | 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 ».