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A New Biosensor for Stilbenes and a Cannabinoid Enabled by Genome Mining of a Transcriptional Regulator.
ACS Synthetic Biology ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-02-26 , DOI: 10.1021/acssynbio.9b00443 Huihua Sun 1 , Huimin Zhao 1, 2 , Ee Lui Ang 1
ACS Synthetic Biology ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-02-26 , DOI: 10.1021/acssynbio.9b00443 Huihua Sun 1 , Huimin Zhao 1, 2 , Ee Lui Ang 1
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In vivo biosensors are powerful tools for metabolic engineering and synthetic biology applications. However, the development of biosensors is hindered by the limited number of characterized transcriptional regulators. The versatile sensing abilities of microbes and genome sequences available hold great potential for developing novel biosensors via genome mining for new transcriptional regulators. Here we report the development and engineering of a new stilbene-responsive biosensor discovered by mining the Novosphingobium aromaticivorans DSM 12444 genome. The biosensor can distinguish resveratrol from its precursors, p-coumaric acid and trans-cinnamic acid. Remarkably, it can detect other biologically active stilbenes with resorcinol groups, and cannabidiolic acid with a β-resorcylic acid functional group. When coupled to resveratrol biosynthesis enzymes, the biosensor can sense altered resveratrol production in cells, demonstrating a 667-fold enrichment in one round of fluorescence-activated cell sorting. Our biosensor will be potentially applicable to metabolic engineering of microbial cell factories for production of stilbenes and cannabinoids.
中文翻译：
通过转录调节子的基因组挖掘实现的新型对苯二酚和大麻素生物传感器。
体内生物传感器是用于代谢工程和合成生物学应用的强大工具。然而，有限数量的特征性转录调节因子阻碍了生物传感器的发展。微生物和基因组序列的通用感测能力为通过新型转录调节子的基因组挖掘开发新型生物传感器具有巨大潜力。在这里，我们报告了通过开采新孢子虫芳香族的DSM 12444基因组发现的新型对二苯乙烯响应的生物传感器的开发和工程设计。该生物传感器可以将白藜芦醇与其前体对香豆酸和反肉桂酸区分开。值得注意的是，它可以检测到具有间苯二酚基团的其他具有生物活性的芪，具有β-间苯二酸官能团的大麻二酚酸。当与白藜芦醇生物合成酶偶联时，该生物传感器可以检测到细胞中白藜芦醇产生的变化，证明在一轮荧光激活的细胞分选中富集了667倍。我们的生物传感器将有可能适用于微生物细胞工厂的代谢工程，以生产中草药和大麻素。
更新日期：2020-02-20
中文翻译：
通过转录调节子的基因组挖掘实现的新型对苯二酚和大麻素生物传感器。
体内生物传感器是用于代谢工程和合成生物学应用的强大工具。然而，有限数量的特征性转录调节因子阻碍了生物传感器的发展。微生物和基因组序列的通用感测能力为通过新型转录调节子的基因组挖掘开发新型生物传感器具有巨大潜力。在这里，我们报告了通过开采新孢子虫芳香族的DSM 12444基因组发现的新型对二苯乙烯响应的生物传感器的开发和工程设计。该生物传感器可以将白藜芦醇与其前体对香豆酸和反肉桂酸区分开。值得注意的是，它可以检测到具有间苯二酚基团的其他具有生物活性的芪，具有β-间苯二酸官能团的大麻二酚酸。当与白藜芦醇生物合成酶偶联时，该生物传感器可以检测到细胞中白藜芦醇产生的变化，证明在一轮荧光激活的细胞分选中富集了667倍。我们的生物传感器将有可能适用于微生物细胞工厂的代谢工程，以生产中草药和大麻素。
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