Expanding the chemical diversity of natural esters by engineering a polyketide-derived pathway into Escherichia coli

Autores
Menendez-Bravo, Simón Matías; Comba, Santiago; Sabatini, Martín; Arabolaza, Ana Lorena; Gramajo, Hugo Cesar
Año de publicación
2014
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Microbial fatty acid (FA)-derived molecules have emerged as promising alternatives to petroleum-based chemicals for reducing dependence on fossil hydrocarbons. However, native FA biosynthetic pathways often yield limited structural diversity, and therefore restricted physicochemical properties, of the end products by providing only a limited variety of usually linear hydrocarbons. Here we have engineered into Escherichia coli a mycocerosic polyketide synthase-based biosynthetic pathway from Mycobacterium tuberculosis and redefined its biological role towards the production of multi-methyl-branched-esters (MBEs) with novel chemical structures. Expression of FadD28, Mas and PapA5 enzymes enabled the biosynthesis of multi-methyl-branched-FA and their further esterification to an alcohol. The high substrate tolerance of these enzymes towards different FA and alcohol moieties resulted in the biosynthesis of a broad range of MBE. Further metabolic engineering of the MBE producer strain coupled this system to long-chain-alcohol biosynthetic pathways resulting in de novo production of branched wax esters following addition of only propionate.
Fil: Menendez-Bravo, Simón Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentina
Fil: Comba, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentina
Fil: Sabatini, Martín. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Arabolaza, Ana Lorena. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Gramajo, Hugo Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentina
Materia
BRANCHED FATTY ACID
LIPID METABOLISM
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
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Here we have engineered into Escherichia coli a mycocerosic polyketide synthase-based biosynthetic pathway from Mycobacterium tuberculosis and redefined its biological role towards the production of multi-methyl-branched-esters (MBEs) with novel chemical structures. Expression of FadD28, Mas and PapA5 enzymes enabled the biosynthesis of multi-methyl-branched-FA and their further esterification to an alcohol. The high substrate tolerance of these enzymes towards different FA and alcohol moieties resulted in the biosynthesis of a broad range of MBE. Further metabolic engineering of the MBE producer strain coupled this system to long-chain-alcohol biosynthetic pathways resulting in de novo production of branched wax esters following addition of only propionate.Fil: Menendez-Bravo, Simón Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. 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