undefined

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 enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Mojzita Dominik

Rischer Heiko Orcid -palvelun logo

Kuivanen Joosu

Jäntti Jussi Orcid -palvelun logo

Kannisto Matti

Toivari Mervi

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

20

Numero

1

Artikkelinumero

34

Julkaisu­foorumi

63322

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