Aumentando a Produção de β-Elemene em Escherichia coli por meio da Co-Localização Mediado por Scaffold de Proteínas de Enzimas-Chave

β-Elemene, um sesquiterpeno com atividade anticâncer, enfrenta produção microbiana limitada devido a baixos rendimentos e coordenação ineficiente de enzimas. Este estudo estabeleceu uma cascata enzimática covalente modular em Escherichia coli para biossíntese de β-elemene de alta eficiência. A triagem sistemática identificou a montagem covalente mediada por SnoopTag/SnoopCatcher da farnesil difosfato sintase e da germacreno A sintase como a configuração ideal (cepa FS07). A modulação da estequiometria enzimática subsequente ou engenharia de ligadores não superou o desempenho de FS07, indicando um design quase ótimo. A otimização da fermentação elevou a concentração de β-elemene para 7,21 g/L em FS07. A fermentação em batelada alimentada em um biorreator de 1,3 L posteriormente aumentou a concentração final para 31,21 g/L, representando uma melhoria de 4 vezes em relação aos controles sem scaffold e alcançando o maior rendimento relatado em E. coli até hoje. Este trabalho forneceu uma estratégia robusta de scaffold enzimático para produção de terpenoides em alto nível.