photosynthetic 3-hydroxybutanoate biosynthesis (engineered)
Wang B, Pugh S, Nielsen DR, Zhang W, Meldrum DR. Engineering cyanobacteria for photosynthetic production of 3-hydroxybutyrate directly from CO2. Metab Eng. 2013 Mar;16():68–77. doi: 10.1016/j.ymben.2013.01.001. PMID: 23333586.; Guskov A, Kern J, Gabdulkhakov A, Broser M, Zouni A, Saenger W. Cyanobacterial photosystem II at 2.9-Å resolution and the role of quinones, lipids, channels and chloride. Nature Structural & Molecular Biology. 2009 Feb 15;16(3):334–42. doi: 10.1038/nsmb.1559.; Leaf TA, Srienc F. Metabolic modeling of polyhydroxybutyrate biosynthesis. Biotechnol Bioeng. 1998 Mar 05;57(5):557–70. doi: 10.1002/(sici)1097-0290(19980305)57:5<557::aid-bit8>3.0.co;2-f. PMID: 10099235.; Knaff DB, Malkin R, Clark Myron J, Stoller M. The role of plastoquinone and ß-carotene in the primary reaction of plant Photosystem II. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 1977 Mar;459(3):402–11. doi: 10.1016/0005-2728(77)90041-x.
Metabolites
beta-D-fructofuranose 1,6-bisphosphate(4-)
Formula: C6H10O12P2 (335.96475200000003)
CAS ID: 488-69-7
Enzyme
| EC Number | name | full name | note |
|---|---|---|---|
| 1.1.1.157 | 3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase | (S)-3-hydroxybutanoyl-CoA:NADP+ oxidoreductase | |
| 1.10.3.9 | photosystem II | H2O:plastoquinone reductase (light-dependent) | |
| 1.2.4.1 | pyruvate dehydrogenase (acetyl-transferring) | pyruvate:[dihydrolipoyllysine-residue acetyltransferase]-lipoyllysine 2-oxidoreductase (decarboxylating, acceptor-acetylating) | |
| 1.8.1.4 | dihydrolipoyl dehydrogenase | protein-N6-(dihydrolipoyl)lysine:NAD+ oxidoreductase | |
| 1.97.1.12 | photosystem I | plastocyanin:ferredoxin oxidoreductase (light-dependent) | |
| 2.2.1.1 | transketolase | sedoheptulose-7-phosphate:D-glyceraldehyde-3-phosphate glycolaldehydetransferase | |
| 2.3.1.12 | dihydrolipoyllysine-residue acetyltransferase | acetyl-CoA:enzyme N6-(dihydrolipoyl)lysine S-acetyltransferase | |
| 2.3.1.16 | acetyl-CoA C-acyltransferase | acyl-CoA:acetyl-CoA C-acyltransferase | |
| 2.3.1.9 | acetyl-CoA C-acetyltransferase | acetyl-CoA:acetyl-CoA C-acetyltransferase | |
| 2.7.1.40 | pyruvate kinase | ATP:pyruvate 2-O-phosphotransferase | |
| 2.7.2.3 | phosphoglycerate kinase | ATP:3-phospho-D-glycerate 1-phosphotransferase | |
| 3.1.2.20 | acyl-CoA hydrolase | acyl-CoA hydrolase | |
| 3.1.3.1 | alkaline phosphatase | phosphate-monoester phosphohydrolase (alkaline optimum) | |
| 3.1.3.11 | fructose-bisphosphatase | D-fructose-1,6-bisphosphate 1-phosphohydrolase | |
| 3.1.3.37 | sedoheptulose-bisphosphatase | sedoheptulose-1,7-bisphosphate 1-phosphohydrolase | |
| 3.1.3.74 | pyridoxal phosphatase | pyridoxal-5'-phosphate phosphohydrolase | |
| 4.1.1.39 | ribulose-bisphosphate carboxylase | 3-phospho-D-glycerate carboxy-lyase (dimerizing; D-ribulose-1,5-bisphosphate-forming) | |
| 4.1.2.13 | fructose-bisphosphate aldolase | D-fructose-1,6-bisphosphate D-glyceraldehyde-3-phosphate-lyase (glycerone-phosphate-forming) | |
| 4.2.1.11 | phosphopyruvate hydratase | 2-phospho-D-glycerate hydro-lyase (phosphoenolpyruvate-forming) | |
| 5.1.3.1 | ribulose-phosphate 3-epimerase | D-ribulose-5-phosphate 3-epimerase | |
| 5.3.1.1 | triose-phosphate isomerase | D-glyceraldehyde-3-phosphate aldose-ketose-isomerase | |
| 5.3.1.6 | ribose-5-phosphate isomerase | D-ribose-5-phosphate aldose-ketose-isomerase | |
| 5.4.2.12 | phosphoglycerate mutase (2,3-diphosphoglycerate-independent) | D-phosphoglycerate 2,3-phosphomutase (2,3-diphosphoglycerate-independent) |
Pathway Source
| Organism | Taxonomy Group | Enzyme List | Source Ratio |
|---|---|---|---|
| Citrus sinensis | plant | 1.10.3.9 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 1.97.1.12 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.11 / 3.1.3.37 / 4.1.1.39 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 82.61% |
| Acer saccharum | MAGs | 1.10.3.9 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 1.97.1.12 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.11 / 3.1.3.37 / 4.1.1.39 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 82.61% |
| Triticum aestivum | plant | 1.10.3.9 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 1.97.1.12 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.11 / 3.1.3.37 / 4.1.1.39 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 82.61% |
| Oryza sativa Japonica Group | MAGs | 1.10.3.9 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 1.97.1.12 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.11 / 3.1.3.37 / 4.1.1.39 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 82.61% |
| Bacillus cereus ATCC 14579 | MAGs | 1.1.1.157 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.1 / 3.1.3.11 / 4.1.1.39 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 82.61% |
| Citrus x clementina | plant | 1.10.3.9 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 1.97.1.12 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.11 / 3.1.3.37 / 4.1.1.39 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 82.61% |
| Bacillus subtilis subsp. subtilis str. 168 | MAGs | 1.1.1.157 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.1 / 3.1.3.11 / 3.1.3.74 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 82.61% |
| Oryza sativa Indica Group | MAGs | 1.10.3.9 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 1.97.1.12 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.11 / 3.1.3.37 / 4.1.1.39 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 82.61% |
| Oryza nivara | MAGs | 1.10.3.9 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 1.97.1.12 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.11 / 3.1.3.37 / 4.1.1.39 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 82.61% |
| Rasamsonia emersonii CBS 393.64 | MAGs | 1.1.1.157 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.1 / 3.1.3.11 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 78.26% |
| Cupriavidus taiwanensis | bacteria | 1.1.1.157 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.1 / 3.1.3.11 / 4.1.1.39 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 | 78.26% |
| Penicillium ucsense | MAGs | 1.1.1.157 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.3.1 / 3.1.3.11 / 3.1.3.37 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 78.26% |
| Thermus thermophilus HB27 | MAGs | 1.1.1.157 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.1 / 3.1.3.11 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 78.26% |
| Escherichia coli K-12 | MAGs | 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.1 / 3.1.3.11 / 3.1.3.74 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 78.26% |
| Aspergillus niger CBS 513.88 | MAGs | 1.1.1.157 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.1 / 3.1.3.11 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 78.26% |
| Emydomyces testavorans | MAGs | 1.1.1.157 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.3.1 / 3.1.3.11 / 3.1.3.37 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 78.26% |
| Knufia fluminis | MAGs | 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.3.1 / 3.1.3.11 / 3.1.3.37 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 73.91% |
| Rhodopseudomonas palustris CGA009 | MAGs | 1.1.1.157 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.2.1.1 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.3.11 / 4.1.1.39 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 73.91% |
| Synechocystis sp. PCC 6803 | bacteria | 1.10.3.9 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 1.97.1.12 / 2.2.1.1 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.3.11 / 4.1.1.39 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 73.91% |
| Chromobacterium violaceum ATCC 12472 | MAGs | 1.1.1.157 / 1.2.4.1 / 1.8.1.4 / 2.3.1.12 / 2.3.1.16 / 2.3.1.9 / 2.7.1.40 / 2.7.2.3 / 3.1.2.20 / 3.1.3.1 / 3.1.3.11 / 4.1.2.13 / 4.2.1.11 / 5.1.3.1 / 5.3.1.1 / 5.3.1.6 / 5.4.2.12 | 73.91% |