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Accès ouvert déclaré 2023 preprint

Benzylisoquinoline alkaloid production in yeast via norlaudanosoline improves selectivity and yield

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : ca, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract The benzylisoquinoline alkaloid (BIA) family of tetrahydroisoquinolines (THIQs) comprises over 2,500 members, including the pharmaceuticals morphine, codeine, and papaverine as well as the antibiotics sanguinarine and chelerythrine used in animal husbandry. Agricultural cultivation can currently supply the demand for the BIAs that accumulate in plants, but broader access to the entire BIA family would open new avenues of research and commercialization. Microbial synthesis presents an attractive option due to cheap feedstock, genetic tractability, and ease of scale-up. Previously we reported titers of the key branch-point BIA ( S )-reticuline of 4.6 g/L in yeast, which was achieved through leveraging the Ehrlich pathway 2-oxoacid decarboxylase Aro10 to generate the intermediate 4-hydroxyphenylacetaldehyde (4-HPAA). Here, we establish a superior route to ( S )-reticuline by switching the pathway intermediate from 4-HPAA to 3,4-dihydroxyphenylacetaldehyde (3,4-dHPAA) using human monoamine oxidase A (MAO). The resulting ( S )-norlaudanosoline route to ( S )-reticuline synthesis is more selective, resolving prior issues with off-pathway THIQs synthesized due to concerted enzyme promiscuity. The new pathway is also more efficient, enabling titers of 4.8 g/L ( S )-reticuline while improving yields over 40%, from 17 mg/g sucrose to 24 mg/g sucrose in fed-batch fermentations. Finally, we extend de novo ( S )-reticuline synthesis to dihydrosanguinarine, achieving 635 mg/L dihydrosanguinarine and sanguinarine in fed-batch fermentation the highest reported titer of these BIAs by a factor of 40. Highlights Monoamine oxidase A (MAO) supports high-titer ( S )-reticuline synthesis in yeast MAO route to ( S )-reticuline improves specificity compared to Aro10 route This work represents a 40% increase in highest reported ( S )-reticuline yield 653 mg/L (dihydro-) sanguinarine was produced by extending the pathway

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Benzylisoquinoline alkaloid production in yeast via norlaudanosoline improves selectivity and yield
Date Crossref
20/05/2023
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Concordia University Centre for Applied Synthetic Biology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Concord University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of California Department of Bioengineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Lawrence Berkeley National Laboratory Biological Systems & Engineering Division pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Concordi University Deprtment of Biology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Centre for Applied Synthetic Biology — Concordia University, Concord University et Department of Bioengineering — University of California, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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