한빛사논문
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KAIST
Dongsoo Yang, Seon Young Park, and Sang Yup Lee*
Dr. D. Yang, Dr. S. Y. Park, Prof. S. Y. Lee
Metabolic and Biomolecular Engineering National Research Laboratory,
Systems Metabolic Engineering and Systems Healthcare
Cross-Generation Collaborative Laboratory, Department of Chemical and
Biomolecular Engineering (BK21 plus program), Institute for the
BioCentury
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
Daejeon 34141, Republic of Korea
Dr. D. Yang, Dr. S. Y. Park, Prof. S. Y. Lee
BioProcess Engineering Research Center
KAIST
Daejeon 34141 Republic of Korea
Prof. S. Y. Lee
BioInformatics Research Center
KAIST
Daejeon 34141 Republic of Korea
D.Y. and S.Y.P. contributed equally to this work.
*Corresponding author.
Abstract
There has been much interest in producing natural colorants to replace synthetic colorants of health concerns. Escherichia coli has been employed to produce natural colorants including carotenoids, indigo, anthocyanins, and violacein. However, production of natural green and navy colorants has not been reported. Many natural products are hydrophobic, which are accumulated inside or on the cell membrane. This causes cell growth limitation and consequently reduces production of target chemicals. Here, integrated membrane engineering strategies are reported for the enhanced production of rainbow colorants—three carotenoids and four violacein derivatives—as representative hydrophobic natural products in E. coli. By integration of systems metabolic engineering, cell morphology engineering, inner- and outer-membrane vesicle formation, and fermentation optimization, production of rainbow colorants are significantly enhanced to 322 mg L–1 of astaxanthin (red), 343 mg L–1 of β-carotene (orange), 218 mg L–1 of zeaxanthin (yellow), 1.42 g L–1 of proviolacein (green), 0.844 g L–1 of prodeoxyviolacein (blue), 6.19 g L–1 of violacein (navy), and 11.26 g L–1 of deoxyviolacein (purple). The membrane engineering strategies reported here are generally applicable to microbial production of a broader range of hydrophobic natural products, contributing to food, cosmetic, chemical, and pharmaceutical industries.
논문정보
- Research article
- 2021년 05월 (BRIC 등록일 2021-06-09)
- 국내 연구진
- 생명과학 > 응용생물화학
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![시스템대사공학과 세포막 개량을 통한 천연 무지개 색소 생산 대장균 개발 [Adv. Sci.]](/upload/board/files/onseminar/thumb/thumb_0000309.png)
학술웨비나
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