Jalur Biosintesis yang Dioptimalkan untuk Asam Amino Non-Alami: Pendekatan Efisien untuk Produksi Asam L-2-Aminobutyric

ABSTRAK
Asam L-2-Aminobutyric (L-2-ABA) adalah asam amino-α kiral non-alami yang banyak digunakan dalam berbagai farmasi kiral dan zat antara medis. Saat ini, pendekatan rekayasa metabolisme mikroba untuk memungkinkan Escherichia coli memproduksi L-2-ABA secara mandiri menghadapi masalah efisiensi sintesis yang rendah, yang membatasi aplikasi skala besarnya. Dalam penelitian ini, kami berhasil membangun galur E. coli yang dapat memproduksi L-2-ABA secara efisien melalui transformasi multi-jalur. Pertama, cacat pertumbuhan galur awal dipulihkan dengan bantuan regulator transkripsi penyaringan. Untuk memaksimalkan akumulasi L-2-ABA, peningkatan dilakukan pada jalur sintesis utama serta sistem kofaktor dan pasokan energi. Selanjutnya, protein transpor yang terkait dengan toleransi stres osmotik dimodifikasi untuk meningkatkan kemampuan adaptasi galur selama fermentasi. Pada akhirnya, titer L-2-ABA mencapai 42,14 g/L melalui galur akhir ABAT38 dalam bioreaktor 5 liter, dengan produktivitas 0,40 g/L/jam dan konversi glukosa 0,39 g/g, yang melampaui kadar tertinggi yang dilaporkan sebelumnya. Strategi yang diusulkan dalam penelitian ini berkontribusi pada produksi L-2-ABA. Pada saat yang sama, ia memiliki signifikansi referensi untuk biosintesis asam amino nonalami terkait dengan fosfoenolpiruvat sebagai metabolit antara.