Jiangnan-China #

Efficient stereoselective hydroxylation of deoxycholic acid by the robust whole-cell Cytochrome P450 CYP107D1 biocatalyst #

Deoxycholic acid (DCA) has been authorized by Federal Drug Agency for the cosmetic reduction of redundant submental fat. The hydroxylated product (6β-OH DCA) was developed to improve the solubility and pharmaceutic properties of DCA for further applications. Herein, a combinatorial strategy was applied to construct a powerful Cytochrome P450 biocatalyst (CYP107D1, Olep) to convert DCA to 6β-OH DCA. Firstly, the weak expression of OleP was significantly improved using pRSFDuet-1 plasmid in E. coli C41(DE3) strain. Next, the supply of heme was enhanced by the moderate overexpression of crucial genes in the heme biosynthetic pathway. In addition, a new biosensor was developed to select the appropriate redox partner. Furthermore, a cost-effective whole-cell catalytic system was constructed, resulting in the highest reported conversion rate of DCA to 6β-OH DCA (from 4.8% to 99.1%). The combinatorial strategies applied in this study provide an efficient method to synthesize high value-added hydroxylated compounds by P450s.

デオキシコール酸（DCA）は、連邦麻薬局によって、余剰な下顎下脂肪の美容減少のために承認されています。加水分解された製品（6β-OH DCA）は、DCAの溶解性と薬理学的特性を改善し、さらなる応用に向けて開発されました。ここでは、DCAを6β-OH DCAに変換する強力なシトクロムP450バイオカタリスト（CYP107D1、OleP）を構築するために組み合わせ戦略が適用されました。まず、E. coli C41（DE3）株中でpRSFDuet-1プラスミドを使用してOlePの微弱な発現を大幅に改善しました。次に、ヘム生合成経路での重要な遺伝子の中程度の過剰発現により、ヘムの供給が強化されました。さらに、適切な酸化還元パートナーを選択するための新たなバイオセンサーが開発されました。さらに、費用効果の高い全細胞触媒系が構成され、DCAから6β-OH DCAへの変換率が史上最高（4.8％から99.1％）になりました。この研究で適用された組み合わせ戦略は、P450sによる高付加価値な加水分解化合物を効率的に合成する方法を提供します。

reference:

• iGEM Jiangnan-China Team Information
• iGEM Jiangnan-China Wiki