Manipulating Intracellular Oxidative Conditions to Enhance Porphyrin Production in Escherichia coli
Notice bibliographique
Résumé
Being essential intermediates for the biosynthesis of heme, chlorophyll, and several other biologically critical compounds, porphyrins have wide practical applications. However, up till now, their bio-based production remains challenging. In this study, we identified potential metabolic factors limiting the biosynthesis of type-III stereoisomeric porphyrins in Escherichia coli. To alleviate this limitation, we developed bioprocessing strategies by redirecting more dissimilated carbon flux toward the HemD-enzymatic pathway to enhance the production of type-III uroporphyrin (UP-III), which is a key precursor for heme biosynthesis. Our approaches included the use of antioxidant reagents and strain engineering. Supplementation with ascorbic acid (up to 1 g/L) increased the UP-III/UP-I ratio from 0.62 to 2.57. On the other hand, overexpression of ROS-scavenging genes such as sod- and kat-genes significantly enhanced UP production in E. coli. Notably, overexpression of sodA alone led to a 72.9% increase in total porphyrin production (1.56 g/L) while improving the UP-III/UP-I ratio to 1.94. Our findings highlight the potential of both antioxidant supplementation and strain engineering to mitigate ROS-induced oxidative stress and redirect more dissimilated carbon flux toward the biosynthesis of type-III porphyrins in E. coli. This work offers an effective platform to enhance the bio-based production of porphyrins.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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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 | 0,000 | 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 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 ».