Recent advances in the heterologous expression of microbial natural product biosynthetic pathways

Natural Product Reports - Tập 30 Số 8 - Trang 1121 - 2013
Sarah E. Ongley1, Xiaoying Bian2, Brett A. Neilan1, Rolf Müller2
1School of Biotechnology and Biomolecular Sciences, The University of New South Wales, Sydney 2052, Australia
2Saarland University, Saarbrücken, Germany

Tóm tắt

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Koehn, 2005, Nat. Rev. Drug Discovery, 4, 206, 10.1038/nrd1657

Arnison, 2012, Nat. Prod. Rep., 30, 108, 10.1039/C2NP20085F

Walsh, 2010, J. Am. Chem. Soc., 132, 2469, 10.1021/ja909118a

Marahiel, 2009, Methods Enzymol., 458, 337, 10.1016/S0076-6879(09)04813-7

Weissman, 2009, Complex Enzymes in Microbial Natural Product Biosynthesis, Part B: Polyketides, Aminocoumarins and Carbohydrates, 459, 3, 10.1016/S0076-6879(09)04601-1

Hertweck, 2009, Angew. Chem., Int. Ed., 48, 4688, 10.1002/anie.200806121

Fischbach, 2006, Chem. Rev., 106, 3468, 10.1021/cr0503097

Copp, 2006, Appl. Environ. Microbiol., 72, 2298, 10.1128/AEM.72.4.2298-2305.2006

Roberts, 2009, ChemBioChem, 10, 1869, 10.1002/cbic.200900095

Gressler, 2011, Chem. Biol., 18, 198, 10.1016/j.chembiol.2010.12.011

Zheng, 2007, Appl. Microbiol. Biotechnol., 76, 883, 10.1007/s00253-007-1064-z

Demain, 2006, J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 33, 486, 10.1007/s10295-005-0076-x

Inaoka, 2004, J. Biol. Chem., 279, 3885, 10.1074/jbc.M309925200

Shima, 1996, J. Bacteriol., 178, 7276, 10.1128/jb.178.24.7276-7284.1996

Hu, 2001, Appl. Environ. Microbiol., 67, 1885, 10.1128/AEM.67.4.1885-1892.2001

Tamehiro, 2003, Appl. Environ. Microbiol., 69, 6412, 10.1128/AEM.69.11.6412-6417.2003

Bergmann, 2010, Appl. Environ. Microbiol., 76, 8143, 10.1128/AEM.00683-10

Sakai, 2008, J. Biosci. Bioeng., 106, 466, 10.1263/jbb.106.466

Sakai, 2012, Appl. Microbiol. Biotechnol., 93, 2011, 10.1007/s00253-011-3657-9

Rachid, 2007, Mol. Microbiol., 63, 1783, 10.1111/j.1365-2958.2007.05627.x

Sandmann, 2008, J. Biotechnol., 135, 255, 10.1016/j.jbiotec.2008.05.001

Rachid, 2008, J. Biotechnol., 140, 135, 10.1016/j.jbiotec.2008.10.010

Buntin, 2010, Chem. Biol., 17, 342, 10.1016/j.chembiol.2010.02.013

Cortina, 2012, Angew. Chem., Int. Ed., 51, 811, 10.1002/anie.201106305

Ishida, 2010, J. Am. Chem. Soc., 132, 13966, 10.1021/ja105003g

Bode, 2005, Angew. Chem., Int. Ed., 44, 6828, 10.1002/anie.200501080

Zhang, 2011, Nat. Prod. Rep., 28, 125, 10.1039/C0NP00037J

Baltz, 2010, J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 37, 759, 10.1007/s10295-010-0730-9

Fu, 2008, Nucleic Acids Res., 36, e113, 10.1093/nar/gkn499

Perlova, 2009, Microb. Cell Fact., 8, 1, 10.1186/1475-2859-8-1

Ongley, 2013, ACS Chem. Biol., 10.1021/cb400189j

Wang, 2008, Metab. Eng., 10, 33, 10.1016/j.ymben.2007.09.002

Wenzel, 2005, Curr. Opin. Biotechnol., 16, 594, 10.1016/j.copbio.2005.10.001

Eppelmann, 2001, J. Biol. Chem., 276, 34824, 10.1074/jbc.M104456200

von Mulert, 2004, FEMS Microbiol. Lett., 230, 91, 10.1016/S0378-1097(03)00861-9

Wenzel, 2005, Chem. Biol., 12, 349, 10.1016/j.chembiol.2004.12.012

Chai, 2012, Chem. Biol., 19, 361, 10.1016/j.chembiol.2012.01.007

Jones, 2012, FEBS J., 279, 1243, 10.1111/j.1742-4658.2012.08517.x

Gustafsson, 2004, Trends Biotechnol., 22, 346, 10.1016/j.tibtech.2004.04.006

Gingold, 2011, Mol. Syst. Biol., 7, 10.1038/msb.2011.14

Smith, 1996, Biotechnol. Prog., 12, 417, 10.1021/bp950056a

Nilsson, 1987, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 84, 4890, 10.1073/pnas.84.14.4890

Novy, 2001, Innovations, 12, 1

Mutka, 2006, Biochemistry, 45, 1321, 10.1021/bi052075r

Watanabe, 2009, ChemBioChem, 10, 1965, 10.1002/cbic.200900260

Hoertz, 2012, Bioorg. Med. Chem., 20, 859, 10.1016/j.bmc.2011.11.062

Pitera, 2007, Metab. Eng., 9, 193, 10.1016/j.ymben.2006.11.002

Gross, 2006, Chem. Biol., 13, 1253, 10.1016/j.chembiol.2006.09.014

Pfeifer, 2001, Science, 291, 1790, 10.1126/science.1058092

Huo, 2012, Chem. Biol., 19, 1278, 10.1016/j.chembiol.2012.08.013

Dhillon, 1989, Mol. Microbiol., 3, 1405, 10.1111/j.1365-2958.1989.tb00123.x

Olano, 2004, Chem. Biol., 11, 87

Komatsu, 2010, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 107, 2646, 10.1073/pnas.0914833107

Martinez, 2004, Appl. Environ. Microbiol., 70, 2452, 10.1128/AEM.70.4.2452-2463.2004

Gomez-Escribano, 2011, Microb. Biotechnol., 4, 207, 10.1111/j.1751-7915.2010.00219.x

Morimoto, 2008, DNA Res., 15, 73, 10.1093/dnares/dsn002

Baltz, 2011, J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 38, 657, 10.1007/s10295-010-0934-z

Rodriguez, 2009, Complex Enzymes in Microbial Natural Product Biosynthesis, Part B: Polyketides, Aminocoumarins and Carbohydrates, 459, 339, 10.1016/S0076-6879(09)04615-1

Julien, 2002, Antimicrob. Agents Chemother., 46, 2772, 10.1128/AAC.46.9.2772-2778.2002

Boghigian, 2011, Biotechnol. Bioeng., 108, 1360, 10.1002/bit.23069

Gao, 2010, Appl. Microbiol. Biotechnol., 88, 1233, 10.1007/s00253-010-2860-4

Pickens, 2011, Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng., 2, 211, 10.1146/annurev-chembioeng-061010-114209

Orozco, 2008, World J. Microbiol. Biotechnol., 24, 263, 10.1007/s11274-007-9465-9

Wolpert, 2008, ChemBioChem, 9, 603, 10.1002/cbic.200700483

Penn, 2006, J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 33, 121, 10.1007/s10295-005-0033-8

Fu, 2012, Nat. Biotechnol., 30, 440, 10.1038/nbt.2183

Bian, 2012, J. Nat. Prod., 75, 1652, 10.1021/np300444e

Liu, 2009, J. Nat. Prod., 72, 389, 10.1021/np8006149

Perlova, 2006, Appl. Environ. Microbiol., 72, 7485, 10.1128/AEM.01503-06

Dangel, 2010, Appl. Microbiol. Biotechnol., 87, 261, 10.1007/s00253-009-2435-4

Binz, 2008, ChemBioChem, 9, 447, 10.1002/cbic.200700549

Formica, 1983, Antimicrob. Agents Chemother., 24, 735, 10.1128/AAC.24.5.735

Watanabe, 2006, Nat. Chem. Biol., 2, 423, 10.1038/nchembio803

Peiru, 2005, Appl. Environ. Microbiol., 71, 2539, 10.1128/AEM.71.5.2539-2547.2005

Minas, 1998, Biotechnol. Prog., 14, 561, 10.1021/bp980055t

Zhang, 2010, Chem. Biol., 17, 1232, 10.1016/j.chembiol.2010.09.013

Stevens, 2010, Appl. Environ. Microbiol., 76, 2681, 10.1128/AEM.02841-09

Bosnjak, 1985, Biotechnol. Bioeng., 27, 398, 10.1002/bit.260270403

Schmidt, 2005, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 102, 7315, 10.1073/pnas.0501424102

Bian, 2012, ChemBioChem, 13, 1946, 10.1002/cbic.201200310

Gibson, 2009, Nat. Methods, 6, 343, 10.1038/nmeth.1318

Li, 2007, Nat. Methods, 4, 251, 10.1038/nmeth1010

Engler, 2008, PLoS One, 3, e3647, 10.1371/journal.pone.0003647

Shao, 2009, Nucleic Acids Res., 37, e16, 10.1093/nar/gkn991

Shao, 2011, Mol. BioSyst., 7, 1056, 10.1039/c0mb00338g

Cobb, 2012, Nat. Biotechnol., 30, 405, 10.1038/nbt.2207

Menzella, 2005, Nat. Biotechnol., 23, 1171, 10.1038/nbt1128

Osswald, 2013, ACS Synth. Biol., 10.1021/sb300080t

Zotchev, 2012, Curr. Opin. Biotechnol., 23, 941, 10.1016/j.copbio.2012.04.002

Muyrers, 1999, Nucleic Acids Res., 27, 1555, 10.1093/nar/27.6.1555

Muyrers, 2001, Trends Biochem. Sci., 26, 325, 10.1016/S0968-0004(00)01757-6

Yu, 2000, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 97, 5978, 10.1073/pnas.100127597

Zhang, 1998, Nat. Genet., 20, 123, 10.1038/2417

Zhang, 2000, Nat. Biotechnol., 18, 1314, 10.1038/78475

Sharan, 2009, Nat. Protoc., 4, 206, 10.1038/nprot.2008.227

Hu, 2008, ChemBioChem, 9, 1603, 10.1002/cbic.200800029

Rui, 2010, J. Biol. Chem., 285, 24915, 10.1074/jbc.M110.128850

Duchaud, 2003, Nat. Biotechnol., 21, 1307, 10.1038/nbt886

Bian, 2013, ChemBioChem, 14, 1194, 10.1002/cbic.201300208

Kouprina, 2006, Nat. Rev. Genet., 7, 805, 10.1038/nrg1943

Kouprina, 2008, Nat. Protoc., 3, 371, 10.1038/nprot.2008.5

Noskov, 2003, BMC Genomics, 4, 10.1186/1471-2164-4-16

Kim, 2010, Biopolymers, 93, 833, 10.1002/bip.21450

Eustaquio, 2005, Appl. Environ. Microbiol., 71, 2452, 10.1128/AEM.71.5.2452-2459.2005

Noll, 2009, BioTechniques, 46, 527, 10.2144/000113150

Arslanian, 2002, J. Nat. Prod., 65, 1061, 10.1021/np020120f

Tang, 2004, J. Am. Chem. Soc., 126, 46, 10.1021/ja030503f

Tang, 2005, J. Antibiot., 58, 178, 10.1038/ja.2005.20

Nguyen, 2006, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 103, 17462, 10.1073/pnas.0608589103

Nguyen, 2010, Antimicrob. Agents Chemother., 54, 1404, 10.1128/AAC.01307-09

Alexander, 2010, Appl. Environ. Microbiol., 76, 6877, 10.1128/AEM.01248-10

Baltz, 2008, Curr. Top. Med. Chem., 8, 618, 10.2174/156802608784221497

Joung, 2013, Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 14, 49, 10.1038/nrm3486

Cong, 2013, Science, 339, 819, 10.1126/science.1231143

Mali, 2013, Science, 339, 823, 10.1126/science.1232033

Jiang, 2013, Nat. Biotechnol., 31, 233, 10.1038/nbt.2508

Gaitatzis, 2001, J. Biochem., 129, 119, 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a002821

Sonnenborn, 2009, Microb. Ecol. Health Dis., 21, 122, 10.3109/08910600903444267

Fong, 2007, Appl. Environ. Microbiol., 73, 4094, 10.1128/AEM.00716-07

Zhang, 2009, Biotechnol. Bioeng., 105, 567, 10.1002/bit.22560

Zhang, 2012, Biotechnol. Prog., 28, 292, 10.1002/btpr.702

Aakvik, 2009, FEMS Microbiol. Lett., 296, 149, 10.1111/j.1574-6968.2009.01639.x

Ayres, 1993, J. Mol. Biol., 230, 174, 10.1006/jmbi.1993.1134

Kakirde, 2011, Gene, 475, 57, 10.1016/j.gene.2010.11.004

Ganusov, 2002, J. Theor. Biol., 219, 193, 10.1006/jtbi.2002.3101

Hu, 2003, J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 30, 516, 10.1007/s10295-003-0064-y

Fujitani, 1995, Genetics, 140, 797, 10.1093/genetics/140.2.797

Aziz, 2010, Nucleic Acids Res., 38, 4207, 10.1093/nar/gkq140

Hayes, 2003, Annu. Rev. Genet., 37, 3, 10.1146/annurev.genet.37.110801.142807

Reznikoff, 2008, Methods Mol. Biol., 416, 13, 10.1007/978-1-59745-321-9_2

Lampe, 1996, EMBO J., 15, 5470, 10.1002/j.1460-2075.1996.tb00930.x

Picardeau, 2010, Genetica, 138, 551, 10.1007/s10709-009-9408-5

Rubin, 1999, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 96, 1645, 10.1073/pnas.96.4.1645

Craig, 1995, Science, 270, 253, 10.1126/science.270.5234.253

Groth, 2004, J. Mol. Biol., 335, 667, 10.1016/j.jmb.2003.09.082

Sosio, 2000, Nat. Biotechnol., 18, 343, 10.1038/73810

Kuhstoss, 1991, J. Mol. Biol., 222, 897, 10.1016/0022-2836(91)90584-S

Bierman, 1992, Gene, 116, 43, 10.1016/0378-1119(92)90627-2

Gregory, 2003, J. Bacteriol., 185, 5320, 10.1128/JB.185.17.5320-5323.2003

Thorpe, 1998, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 95, 5505, 10.1073/pnas.95.10.5505

Guss, 2008, Archaea, 2, 193, 10.1155/2008/534081

Rubtsova, 2008, Plant Cell Rep., 27, 1821, 10.1007/s00299-008-0604-z

Bateman, 2006, Genetics, 173, 769, 10.1534/genetics.106.056945

Thyagarajan, 2001, Mol. Cell. Biol., 21, 3926, 10.1128/MCB.21.12.3926-3934.2001

Wenzel, 2009, Nat. Prod. Rep., 26, 1385, 10.1039/b817073h

Clardy, 2006, Nat. Biotechnol., 24, 1541, 10.1038/nbt1266

Keller, 2004, Nat. Rev. Microbiol., 2, 141, 10.1038/nrmicro819

Donachie, 2007, ISME J., 1, 97, 10.1038/ismej.2007.22

Kaeberlein, 2002, Science, 296, 1127, 10.1126/science.1070633

Banik, 2010, Curr. Opin. Microbiol., 13, 603, 10.1016/j.mib.2010.08.012

Fisch, 2009, Nat. Chem. Biol, 5, 494, 10.1038/nchembio.176

Rath, 2011, ACS Chem. Biol., 6, 1244, 10.1021/cb200244t

Piel, 2002, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 99, 14002, 10.1073/pnas.222481399

Piel, 2004, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 101, 16222, 10.1073/pnas.0405976101

Brady, 1999, J. Am. Chem. Soc., 121, 11912, 10.1021/ja992790m

Jin, 2003, Angew. Chem., Int. Ed., 42, 2898, 10.1002/anie.200351053

Craig, 2010, Appl. Environ. Microbiol., 76, 1633, 10.1128/AEM.02169-09

Leggewie, 2006, J. Biotechnol., 123, 281, 10.1016/j.jbiotec.2005.12.010

Chang, 2011, J. Am. Chem. Soc., 133, 9996, 10.1021/ja2022653

Ishiuchi, 2012, ChemBioChem, 13, 846, 10.1002/cbic.201100798

Nawy, 2012, Nat. Methods, 9, 532, 10.1038/nmeth.2061

Smanski, 2012, J. Nat. Prod., 75, 2158, 10.1021/np3005985

Kim, 2012, Org. Lett., 14, 5824, 10.1021/ol302575h

Watanabe, 2009, J. Am. Chem Soc., 131, 9347, 10.1021/ja902261a

Tang, 2000, Science, 287, 640, 10.1126/science.287.5453.640

Arslanian, 2002, J. Nat. Prod., 65, 570, 10.1021/np010438s

Starks, 2003, J. Nat. Prod., 66, 1313, 10.1021/np030218+

Eustaquio, 2004, Chem. Biol., 11, 1561, 10.1016/j.chembiol.2004.09.009

Ziehl, 2005, Angew. Chem., Int. Ed., 44, 1202, 10.1002/anie.200461990

Wang, 2012, Angew. Chem., Int. Ed., 51, 11136, 10.1002/anie.201205426

Yeh, 2013, Org. Lett., 15, 756, 10.1021/ol303328t

Kirschning, 2012, Angew. Chem., Int. Ed., 51, 4012, 10.1002/anie.201107386