Abstract Medium-chain α,ω-alkanediols are extensively used as monomers in the polymer and chemical industries, with most α,ω-alkanediol production dependent on chemical processes. Here, a new bioprocess, cytochrome P450 monooxygenase (CYP) dependent whole-cell biotransformation, was investigated for use in dodecane oxidation. Escherichia coli cells over-expressing CYP153A33 from Marinobacter aquaeolei VT8 and Nfa22290 from Nocardia farcinica IFM10152 (NFA) in combination with the putida ferredoxin reductase and ferredoxin (CamA/B) redox system from Pseudomonas putida and FadL, a long-chain fatty acid transporter, were examined for dodecane and 1-dodecanol whole-cell biotransformation, respectively. It was found that the co-expression of FadL with CYP153A33 facilitated the uptake of 1-dodecanol through the cell membrane, which resulted in a five-fold increase in 1,12-dodecanediol production compared to production without a transporter. In addition, the dependence of heme precursors 5-aminolevuleic acid (ALA) and iron on 1,12-dodecanediol production was investigated and resulted in 143 mg/L of 1,12-dodecanediols production at 0.5 mM ALA and 0.1 mM FeSO4 concentrations. Finally, 0.88 mM (178 mg/L) and 1.7 mM (346 mg/L) of 1,12-dodecanediols were produced (∼8.5 % conversion) through the whole-cell biotransformation of 20 mM 1-dodecanol using CYP153 and Nfa22290, respectively.

中文翻译：

---

α，ω-氧官能化 C12 烷烃通过来自 Marinobacter aquaolei 的 CYP153A 和来自 Nocardia farcinica IFM10152 的新 CYP 的全细胞生物催化

摘要 中链α,ω-烷二醇在聚合物和化学工业中广泛用作单体，大多数α,ω-烷二醇的生产依赖于化学过程。在这里，研究了一种新的生物过程，即细胞色素 P450 单加氧酶 (CYP) 依赖性全细胞生物转化，用于十二烷氧化。大肠杆菌细胞过表达来自 Marinobacter aquaeolei VT8 的 CYP153A33 和来自 Nocardia farcinica IFM10152 (NFA) 的 Nfa22290 与来自假单胞菌、长链脂肪酸和脂肪酸转运体 L 的恶臭铁氧还蛋白还原酶和铁氧还蛋白 (CamA/B) 氧化还原系统分别检查了十二烷和 1-十二烷醇全细胞生物转化。发现 FadL 与 CYP153A33 的共表达促进了 1-十二醇通过细胞膜的吸收，与没有转运蛋白的生产相比，这导致 1,12-十二烷二醇的产量增加了五倍。此外，还研究了血红素前体 5-氨基乙酰丙酸 (ALA) 和铁对 1,12-十二烷二醇生产的依赖性，并在 0.5 mM ALA 和 0.1 mM FeSO4 浓度下产生了 143 mg/L 的 1,12-十二烷二醇。最后，通过使用 CYP153 和 Nfa22290 对 20 mM 1-十二烷醇的全细胞生物转化，产生了 0.88 mM (178 mg/L) 和 1.7 mM (346 mg/L) 的 1,12-十二烷二醇（约 8.5% 转化率），分别。5 mM ALA 和 0.1 mM FeSO4 浓度。最后，通过使用 CYP153 和 Nfa22290 对 20 mM 1-十二烷醇的全细胞生物转化，产生了 0.88 mM (178 mg/L) 和 1.7 mM (346 mg/L) 的 1,12-十二烷二醇（约 8.5% 转化率），分别。5 mM ALA 和 0.1 mM FeSO4 浓度。最后，通过使用 CYP153 和 Nfa22290 对 20 mM 1-十二烷醇进行全细胞生物转化，产生了 0.88 mM (178 mg/L) 和 1.7 mM (346 mg/L) 的 1,12-十二烷二醇（约 8.5% 转化率），分别。