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MilliporeSigma

Synthesis and accumulation of aromatic aldehydes in an engineered strain of Escherichia coli.

Journal of the American Chemical Society (2014-07-31)
Aditya M Kunjapur, Yekaterina Tarasova, Kristala L J Prather
RESUMEN

Aromatic aldehydes are useful in numerous applications, especially as flavors, fragrances, and pharmaceutical precursors. However, microbial synthesis of aldehydes is hindered by rapid, endogenous, and redundant conversion of aldehydes to their corresponding alcohols. We report the construction of an Escherichia coli K-12 MG1655 strain with reduced aromatic aldehyde reduction (RARE) that serves as a platform for aromatic aldehyde biosynthesis. Six genes with reported activity on the model substrate benzaldehyde were rationally targeted for deletion: three genes that encode aldo-keto reductases and three genes that encode alcohol dehydrogenases. Upon expression of a recombinant carboxylic acid reductase in the RARE strain and addition of benzoate during growth, benzaldehyde remained in the culture after 24 h, with less than 12% conversion of benzaldehyde to benzyl alcohol. Although individual overexpression results demonstrated that all six genes could contribute to benzaldehyde reduction in vivo, additional experiments featuring subset deletion strains revealed that two of the gene deletions were dispensable under the conditions tested. The engineered strain was next investigated for the production of vanillin from vanillate and succeeded in preventing formation of the byproduct vanillyl alcohol. A pathway for the biosynthesis of vanillin directly from glucose was introduced and resulted in a 55-fold improvement in vanillin titer when using the RARE strain versus the wild-type strain. Finally, synthesis of the chiral pharmaceutical intermediate L-phenylacetylcarbinol (L-PAC) was demonstrated from benzaldehyde and glucose upon expression of a recombinant mutant pyruvate decarboxylase in the RARE strain. Beyond allowing accumulation of aromatic aldehydes as end products in E. coli, the RARE strain expands the classes of chemicals that can be produced microbially via aldehyde intermediates.

MATERIALES
Número de producto
Marca
Descripción del producto

Sigma-Aldrich
Dimetilsulfóxido, Hybri-Max, sterile-filtered, BioReagent, suitable for hybridoma, ≥99.7%
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Sigma-Aldrich
Dimetilsulfóxido, ACS reagent, ≥99.9%
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Sigma-Aldrich
Dimetilsulfóxido, Molecular Biology
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Sigma-Aldrich
Dimetilsulfóxido, suitable for HPLC, ≥99.7%
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Sigma-Aldrich
Dimetilsulfóxido, sterile-filtered, BioPerformance Certified, meets EP, USP testing specifications, suitable for hybridoma
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Sigma-Aldrich
Dimetilsulfóxido, ReagentPlus®, ≥99.5%
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Sigma-Aldrich
Dimetilsulfóxido, anhydrous, ≥99.9%
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Sigma-Aldrich
Dimetilsulfóxido, ≥99.5% (GC), suitable for plant cell culture
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Sigma-Aldrich
Chloramphenicol, ≥98% (HPLC)
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Sigma-Aldrich
Dimetilsulfóxido, puriss. p.a., ACS reagent, ≥99.9% (GC)
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Sigma-Aldrich
Alcohol bencílico, ReagentPlus®, ≥99%
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Sigma-Aldrich
Canamicina sulfate from Streptomyces kanamyceticus, powder, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for plant cell culture
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Sigma-Aldrich
Ampicilina sodium salt, powder or crystals, BioReagent, suitable for cell culture
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Sigma-Aldrich
Ampicilina sodium salt
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Sigma-Aldrich
Alcohol bencílico, ACS reagent, ≥99.0%
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Supelco
Alcohol bencílico, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
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Supelco
Benzoato de sodio, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
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Sigma-Aldrich
Dimetilsulfóxido, BioUltra, Molecular Biology, ≥99.5% (GC)
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Sigma-Aldrich
Canamicina sulfate from Streptomyces kanamyceticus, Animal Component-free
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Sigma-Aldrich
Benzaldehyde, ReagentPlus®, ≥99%
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Sigma-Aldrich
Vainillina, ReagentPlus®, 99%
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USP
Alcohol bencílico, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
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Sigma-Aldrich
Benzaldehyde, purified by redistillation, ≥99.5%
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Sigma-Aldrich
Alcohol bencílico, puriss., meets analytical specification of Ph. Eur., BP, NF, 99-100.5% (GC)
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Sigma-Aldrich
Dimetilsulfóxido, meets EP testing specifications, meets USP testing specifications
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Sigma-Aldrich
Chloramphenicol, BioReagent, suitable for plant cell culture
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Supelco
Benzaldehyde, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
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Sigma-Aldrich
3,4-Dihydroxybenzoic acid, ≥97.0% (T)
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Sigma-Aldrich
Canamicina sulfate from Streptomyces kanamyceticus, meets USP testing specifications, powder
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Sigma-Aldrich
Benzoato de sodio, ReagentPlus®, 99%
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