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β-카로틴 하이드록실화효소(crtZ)와 β-카로틴 케톨화효소(crtW)가 촉매하는 아스타잔틴 생합성 경로에서 중간체 제아잔틴과 칸타잔틴의 축적은 아스타잔틴의 함량을 감소시킵니다. 여기에서 우리는 사카로미세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)에서 아스타잔틴 생합성을 개선하기 위해 crtZ와 crtW의 융합의 지향 진화를 활용했습니다. 결과는 2 X GGGGS 펩타이드 연결체를 가진 crtZ-crtW의 융합 효소가 중간체의 축적을 효과적으로 줄이고 아스타잔틴의 함량을 개선함을 보여주었습니다. 대조 균주와 비교할 때, 케타제와 하이드록실화효소의 융합 효소는 각각 제아잔틴과 칸타잔틴을 7배와 14배 줄이고 아스타잔틴을 1.6배 증가시켰습니다. 또한, 지향 진화를 통해 개선된 아스타잔틴 생산을 가진 9개의 변형 융합 변종이 생성되었습니다. 이러한 지배적 변종들을 결합하여 L95S + I206L이라는 변형이 생성되었으며, 이는 대조 균주보다 아스타잔틴 함량을 3.8배 증가시켰습니다. AlphaFold2를 통한 구조 분석은 이 두 돌연변이가 기질과 효소 주머니 간의 상호작용을 변화시킴을 나타냈습니다. 우리의 연구는 복잡한 생합성 경로에서 중간 생성물의 축적을 줄이기 위한 효율적인 아이디어를 제공하였습니다.
Ding et al. (2022)는 이 질문을 연구했습니다.