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Establishing cell suitability for high-level production of licorice triterpenoids in yeast

Acta Pharmaceutica Sinica B 2024年第9期14卷 4134-4148页

作者： Wentao Sun Shengtong wan.Chuyan Liu Ruwen wan. Haocheng Zhang Lei Qin runming wan. Bo Lv Chun Li Department of Chemical Engineering Tsinghua UniversityBeijing 100084China Key Laboratory of Medical Molecule Science and Pharmaceutics Engineering Ministry of Industry and Information TechnologyInstitute of Biochemical EngineeringSchool of Chemistry and Chemical EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing 100081China The University of Chicago ChicagoIL 60637USA Key Lab for Industrial Biocatalysis Ministry of EducationTsinghua UniversityBeijing 100084China Center for Synthetic and Systems Biology Tsinghua UniversityBeijing 100084China Institute of Biopharmaceutical and Health Engineering Tsinghua Shenzhen International Graduate SchoolTsinghua UniversityShenzhen 518055China

Yeast has been an indispensable host for synthesizing complex plant-derived naturalcompounds, yet the yields remained largely constrained. This limitation mainly arises from overlookingthe importance of cell and pathway suitability during the optimization of enzymes and pathways. Herein,beyond conventional enzyme engineering, we dissected metabolic suitability with a framework forsimultaneously augmenting cofactors and carbon flux to enhance the biosynthesis of heterogenoustriterpenoids. We further developed phospholipid microenvironment engineering strategies, dramaticallyimproving yeast’s suitability for the high performance of endoplasmic reticulum (ER)-localized, ratelimitingplant P450s. Combining metabolic and microenvironment suitability by manipulating only threegenes, NHMGR (NADH-dependent HMG-CoA reductase), SIP4 (a DNA-binding transcription factor)andGPP1 (Glycerol-1-phosphate phosphohydrolase 1), we enabled the high-level production of 4.92 g/L rarelicorice triterpenoids derived from consecutive oxidation of b-amyrin by two P450 enzymes afterfermentation optimization. This production holds substantial commercial value, highlighting the criticalrole of establishing cell suitability in enhancing triterpenoid biosynthesis and offering a versatileframework applicable to various plant natural product biosynthetic pathways.

关键词： Cell suitability Phospholipid microenvironment Cytochrome P450 Triterpenoids Saccharomyces cerevisiae

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体外产气法研究葵花籽壳、打瓜籽壳、花生壳与苜蓿不同配比饲粮的组合效应

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动物营养学报 2019年第4期31卷 1765-1772页

作者：袁玖唐德富万欣杰霍润明赵海文王燕娜王娟丽崔仲勇寇伟刘自强赵祥民张泽岩甘肃农业大学动物科学技术学院兰州730070 甘肃正合生物科技有限公司兰州730060

本试验旨在通过研究葵花籽壳、打瓜籽壳、花生壳与苜蓿不同配比饲粮的组合效应,确定饲粮中葵花籽壳、打瓜籽壳、花生壳与苜蓿的适宜配比。采用体外产气法,测定在精粗比为40∶60,精料补充料∶某干果壳(葵花籽壳、打瓜籽壳或花生壳)∶苜... 详细信息

本试验旨在通过研究葵花籽壳、打瓜籽壳、花生壳与苜蓿不同配比饲粮的组合效应,确定饲粮中葵花籽壳、打瓜籽壳、花生壳与苜蓿的适宜配比。采用体外产气法,测定在精粗比为40∶60,精料补充料∶某干果壳(葵花籽壳、打瓜籽壳或花生壳)∶苜蓿干草为40∶50∶10、40∶40∶20、40∶30∶30、40∶20∶40、40∶10∶50时15种组合饲粮及5种单独原料(精料补充料、葵花籽壳、打瓜籽壳、花生壳、苜蓿干草)分别培养2、4、6、9、12、24、36、48、72、96 h的产气量,并通过24 h产气量(GP24 h)和各组合的加权估算值计算出各组合饲粮的组合效应。结果表明:10%葵花籽壳组GP24 h显著高于40%、50%葵花籽壳组(P0.05)。20%打瓜籽壳组组合效应显著高于50%打瓜籽壳组(P<0.05)。40%花生壳组GP24 h和组合效应均显著高于50%花生壳组(P<0.05)。30%、20%、10%花生壳组组合效应均有高于50%花生壳组的趋势(P=0.056、P=0.084、P=0.072)。由此得出,精粗比为40∶60条件下,葵花籽壳∶苜蓿以10∶50和20∶40、打瓜籽壳∶苜蓿以20∶40、花生壳∶苜蓿以40∶20配比时饲粮具有较优的组合效应。

关键词：组合效应葵花籽壳打瓜籽壳花生壳苜蓿精料补充料

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