Assemblage de voies métaboliques utilisant des domaines de docking des synthétases de polykétides cis-AT de type I

Les voies métaboliques conçues dans des usines cellulaires microbiennes n'ont souvent aucune organisation naturelle et présentent des déséquilibres de flux complexes, entraînant une faible efficacité biocatalytique. Les synthétases de polykétides modulaires (PKS) sont des complexes multienzymatiques qui synthétisent des produits de polykétides via un mécanisme d'assemblage en ligne à thiotemplate. Ici, nous développons une stratégie nommée assemblage de ligne d'enzyme PKS mimique (mPKSeal) qui assemble des enzymes clés en cascade pour améliorer l'efficacité biocatalytique et augmenter la production de cibles en recrutant des enzymes de cascade marquées avec des domaines de docking issus des PKS de type I cis-AT. Nous appliquons cette stratégie à la voie biosynthétique de l'astaxanthine dans Escherichia coli modifié pour l'assemblage multienzymatique afin d'augmenter la production d'astaxanthine de 2,4 fois. Les paires de docking, provenant des mêmes PKS ou de PKS cis-AT distincts appartenant à des classes différentes, sont des outils efficaces pour l'assemblage enzymatique visant à augmenter la production d'astaxanthine. Cette étude aborde le défi de l'efficacité catalytique en cascade et met en évidence le potentiel d'ingénierie de l'assemblage enzymatique.