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MilliporeSigma

Reconstruction of the carnitine biosynthesis pathway from Neurospora crassa in the yeast Saccharomyces cerevisiae.

Applied microbiology and biotechnology (2015-04-09)
Jaco Franken, Anita Burger, Jan H Swiegers, Florian F Bauer
RESUMEN

Industrial synthesis of L-carnitine is currently performed by whole-cell biotransformation of industrial waste products, mostly D-carnitine and cronobetaine, through specific bacterial species. No comparable system has been established using eukaryotic microorganisms, even though there is a significant and growing international demand for either the pure compound or carnitine-enriched consumables. In eukaryotes, including the fungus Neurospora crassa, L-carnitine is biosynthesized through a four-step metabolic conversion of trimethyllysine to L-carnitine. In contrast, the industrial yeast, Saccharomyces cerevisiae lacks the enzymes of the eukaryotic biosynthesis pathway and is unable to synthesize carnitine. This study describes the cloning of all four of the N. crassa carnitine biosynthesis genes and the reconstruction of the entire pathway in S. cerevisiae. The engineered yeast strains were able to catalyze the synthesis of L-carnitine, which was quantified using hydrophilic interaction liquid chromatography electrospray ionization mass spectrometry (HILIC-ESI-MS) analyses, from trimethyllysine. Furthermore, the yeast threonine aldolase Gly1p was shown to effectively catalyze the second step of the pathway, fulfilling the role of a serine hydroxymethyltransferase. The analyses also identified yeast enzymes that interact with the introduced pathway, including Can1p, which was identified as the yeast transporter for trimethyllysine, and the two yeast serine hydroxymethyltransferases, Shm1p and Shm2p. Together, this study opens the possibility of using an engineered, carnitine-producing yeast in various industrial applications while providing insight into possible future strategies aimed at tailoring the production capacity of such strains.

MATERIALES
Número de producto
Marca
Descripción del producto

Sigma-Aldrich
D-(+)-Glucosa, ≥99.5% (GC)
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Sigma-Aldrich
Acetonitrilo, anhydrous, 99.8%
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Sigma-Aldrich
D-(+)-Glucosa, powder, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, suitable for plant cell culture, ≥99.5%
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Sigma-Aldrich
Acida sódica, ReagentPlus®, ≥99.5%
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Sigma-Aldrich
Metanol, anhydrous, 99.8%
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Sigma-Aldrich
Cloruro de sodio, Molecular Biology, DNase, RNase, and protease, none detected, ≥99% (titration)
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Sigma-Aldrich
Sodium chloride solution, 5 M in H2O, BioReagent, Molecular Biology
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Sigma-Aldrich
Cloruro de sodio, BioXtra, ≥99.5% (AT)
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Sigma-Aldrich
Cloruro de sodio, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, suitable for plant cell culture, ≥99%
En este momento no podemos mostrarle ni los precios ni la disponibilidad
Sigma-Aldrich
Sodium chloride solution, 0.9% in water, BioXtra, suitable for cell culture
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Sigma-Aldrich
Dextrosa, 97.5-102.0% anhydrous basis, meets EP, BP, JP, USP testing specifications
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Sigma-Aldrich
D-(+)-Glucosa, ≥99.5% (GC), BioXtra
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Sigma-Aldrich
Ácido bórico, BioReagent, Molecular Biology, suitable for cell culture, suitable for plant cell culture, ≥99.5%
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Sigma-Aldrich
Acida sódica, BioUltra, ≥99.5% (T)
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Sigma-Aldrich
Sodium chloride solution, 5 M
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SAFC
Sodium chloride solution, 5 M
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Sigma-Aldrich
Fosfato de sodio dibasic, ReagentPlus®, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
Fosfato de sodio dibasic, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
3-Mercaptopropionic acid, ≥99%
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Sigma-Aldrich
Cloruro de sodio, JIS special grade, ≥99.5%
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Sigma-Aldrich
D-(+)-Glucosa, BioUltra, anhydrous, ≥99.5% (sum of enantiomers, HPLC)
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Sigma-Aldrich
Fosfato de sodio dibasic, BioXtra, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
Acida sódica, purum p.a., ≥99.0% (T)
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Sigma-Aldrich
Metanol, JIS special grade, ≥99.8%
En este momento no podemos mostrarle ni los precios ni la disponibilidad
Sigma-Aldrich
Fosfato de sodio dibasic, Molecular Biology, ≥98.5% (titration)
En este momento no podemos mostrarle ni los precios ni la disponibilidad
Sigma-Aldrich
D-(+)-Glucosa, ACS reagent
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Sigma-Aldrich
Cloruro de sodio, BioUltra, Molecular Biology, ≥99.5% (AT)
En este momento no podemos mostrarle ni los precios ni la disponibilidad
Sigma-Aldrich
Acida sódica, BioXtra
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Sigma-Aldrich
Cloruro de sodio, meets analytical specification of Ph. Eur., BP, USP, 99.0-100.5%
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Sigma-Aldrich
Sodium chloride solution, BioUltra, Molecular Biology, ~5 M in H2O
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