Engineering of Saccharomyces cerevisiae for anthranilate and methyl anthranilate production
Julkaisuvuosi
2021
Tekijät
Kuivanen, Joosu; Kannisto, Matti; Mojzita, Dominik; Rischer, Heiko; Toivari, Mervi; Jäntti, Jussi
Tiivistelmä
<p>Background: Anthranilate is a platform chemical used by the industry in the synthesis of a broad range of high-value products, such as dyes, perfumes and pharmaceutical compounds. Currently anthranilate is produced via chemical synthesis from non-renewable resources. Biological synthesis would allow the use of renewable carbon sources and avoid accumulation of toxic by-products. Microorganisms produce anthranilate as an intermediate in the tryptophan biosynthetic pathway. Several prokaryotic microorganisms have been engineered to overproduce anthranilate but attempts to engineer eukaryotic microorganisms for anthranilate production are scarce. Results: We subjected Saccharomyces cerevisiae, a widely used eukaryotic production host organism, to metabolic engineering for anthranilate production. A single gene knockout was sufficient to trigger anthranilate accumulation both in minimal and SCD media and the titer could be further improved by subsequent genomic alterations. The effects of the modifications on anthranilate production depended heavily on the growth medium used. By growing an engineered strain in SCD medium an anthranilate titer of 567.9 mg l<sup>−1</sup> was obtained, which is the highest reported with an eukaryotic microorganism. Furthermore, the anthranilate biosynthetic pathway was extended by expression of anthranilic acid methyltransferase 1 from Medicago truncatula. When cultivated in YPD medium, this pathway extension enabled production of the grape flavor compound methyl anthranilate in S. cerevisiae at 414 mg l<sup>−1</sup>. Conclusions: In this study we have engineered metabolism of S. cerevisiae for improved anthranilate production. The resulting strains may serve as a basis for development of efficient production host organisms for anthranilate-derived compounds. In order to demonstrate suitability of the engineered S. cerevisiae strains for production of such compounds, we successfully extended the anthranilate biosynthesis pathway to synthesis of methyl anthranilate.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti
Volyymi
20
Numero
1
Artikkelinumero
34
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Ei
Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €
2040
Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksun vuosi
2021
Muut tiedot
Tieteenalat
Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka; Teollinen bioteknologia; Maatalouden bioteknologia; Kasvibiologia, mikrobiologia, virologia
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1186/s12934-021-01532-3
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä