Designer Microorganisms for Optimized Redox Cascade Reactions - Challenges and Future Perspectives

Advanced Synthesis and Catalysis

Volumn 357, Issue 8, 2015, Pages 1587-1618

  Bayer, Thomas ^a   Milker, Sofia ^a   Wiesinger, Thomas ^a   Rudroff, Florian ^a   Mihovilovic, Marko D ^a  

^a VIENNA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Austria)

Author keywords

biotransformations; knock in knock out; metabolic engineering; redox biocatalysis; synthetic biology

Indexed keywords

EID: 85027931629     PISSN: 16154150     EISSN: 16154169     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adsc.201500202     Document Type: Review

References (304)

1. nd edn., John Wiley & Sons, 2006
2. E. Ricca, B. Brucher, J. H. Schrittwieser, Adv. Synth. Catal. 2011, 353, 2239-2262.
3. F. Lopez-Gallego, C. Schmidt-Dannert, Curr. Opin. Chem. Biol. 2010, 14, 174-183.
4. L. M. Blank, B. E. Ebert, K. Bühler, B. Bühler, Antioxid. Redox Signaling 2010, 13, 349-394.
5. B. R. Glick, Biotechnol. Adv. 1995, 13, 247-261.
6. R. R. Chen, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2007, 74, 730-738.
7. T. Schweder, H. Y. Lin, B. Jurgen, A. Breitenstein, S. Riemschneider, V. Khalameyzer, A. Gupta, K. Buttner, P. Neubauer, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002, 58, 330-337.
8. R. Agudo, M. T. Reetz, Chem. Commun. 2013, 49, 10914-10916
9. N. Oberleitner, C. Peters, J. Muschiol, M. Kadow, S. Saß, T. Bayer, P. Schaaf, N. Iqbal, F. Rudroff, M. D. Mihovilovic, U. T. Bornscheuer, ChemCatChem 2013, 5, 3524-3528.
10. J. D. Keasling, Trends Biotechnol. 1999, 17, 452-460
11. G. J. Balzer, C. Thakker, G. N. Bennett, K.-Y. San, Metab. Eng. 2013, 20, 1-8.
12. M. C. Y. Chang, R. A. Eachus, W. Trieu, D.-K. Ro, J. D. Keasling, Nat. Chem. Biol. 2007, 3, 274-277.
13. J. E. Dueber, G. C. Wu, G. R. Malmirchegini, T. S. Moon, C. J. Petzold, A. V. Ullal, K. L. J. Prather, J. D. Keasling, Nat. Biotechnol. 2009, 27, 753-759.
14. A. M. Kunjapur, Y. Tarasova, K. L. Prather, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11644-11654.
15. F. Baneyx, Curr. Opin. Biotechnol. 1999, 10, 411-421
16. H. P. Sorensen, K. K. Mortensen, J. Biotechnol. 2005, 115, 113-128.
17. T. Baba, T. Ara, M. Hasegawa, Y. Takai, Y. Okumura, M. Baba, K. A. Datsenko, M. Tomita, B. L. Wanner, H. Mori, Mol. Syst. Biol. 2006, 2, DOI: 10. 1038 /msb 41000.
18. F. Hoffmann, U. Rinas, Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. 2004, 89, 73-92.
19. W. Bentley, D. Kompala, Biotechnol. Lett. 1990, 12, 329-334.
20. [14]
21. D.-E. Chang, D. J. Smalley, T. Conway, Mol. Microbiol. 2002, 45, 289-306.
22. C. G. Kurland, H. Dong, Mol. Microbiol. 1996, 21, 1-4
23. H. Dong, L. Nilsson, C. G. Kurland, J. Bacteriol. 1995, 177, 1497-1504.
24. J. C. Diaz Ricci, M. E. Hernández, Crit. Rev. Biotechnol. 2000, 20, 79-108
25. F. Silva, J. A. Queiroz, F. C. Domingues, Biotechnol. Adv. 2012, 30, 691-708.
26. P. K. Ajikumar, W.-H. Xiao, K. E. J. Tyo, Y. Wang, F. Simeon, E. Leonard, O. Mucha, T. H. Phon, B. Pfeifer, G. Stephanopoulos, Science 2010, 330, 70-74
27. L. Z. Yuan, P. E. Rouvière, R. A. LaRossa, W. Suh, Metab. Eng. 2006, 8, 79-90.
28. S. Gräslund, P. Nordlund, J. Weigelt, J. Bray, O. Gileadi, S. Knapp, U. Oppermann, C. Arrowsmith, R. Hui, J. Ming, Nat. Methods 2008, 5, 135-146
29. G. Hannig, S. C. Makrides, Trends Biotechnol. 1998, 16, 54-60
30. P. Jonasson, S. Liljeqvist, P.-A. K. Nygren, S. Ståhl, Biotechnol. Appl. Biochem. 2002, 35, 91-105
31. B. Gasser, M. Saloheimo, U. Rinas, M. Dragosits, E. Rodriguez-Carmona, K. Baumann, M. Giuliani, E. Parrilli, P. Branduardi, C. Lang, D. Porro, P. Ferrer, M. Tutino, D. Mattanovich, A. Villaverde, Microb. Cell Fact. 2008, 7, 11.
32. R. P. Novick, Microbiol. Rev. 1987, 51, 381-395
33. 21b, J. Sambrook, E. F. Fritsch, T. Maniatis, Biol. Unserer Zeit 1989, 20, 285.
34. D. Held, K. Yaeger, R. Novy, inNovations 2003, 18, 4-6.
35. A. Shafferman, D. R. Helinski, J. Biol. Chem. 1983, 258, 4083-4090.
36. K. Zhang, M. R. Sawaya, D. S. Eisenberg, J. C. Liao, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 20653-20658.
37. N. H. Tolia, L. Joshua-Tor, Nat. Methods 2006, 3, 55-64.
38. H.-C. Tseng, C. H. Martin, D. R. Nielsen, K. L. J. Prather, Appl. Environ. Microbiol. 2009, 75, 3137-3145.
39. D. R. Nielsen, E. Leonard, S.-H. Yoon, H.-C. Tseng, C. Yuan, K. L. J. Prather, Metab. Eng. 2009, 11, 262-273.
40. H.-C. Tseng, K. L. J. Prather, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 17925-17930.
41. M. J. Sheppard, A. M. Kunjapur, S. J. Wenck, K. L. J. Prather, Nat. Commun. 2014, 5, 5031.
42. T. Ellis, T. Adie, G. S. Baldwin, Integr. Biol. 2011, 3, 109-118
43. P. Xu, A. Vansiri, N. Bhan, M. A. Koffas, ACS Synth. Biol. 2012, 1, 256-266
44. T. W. Wang, X. Y. Ma, G. C. Du, J. Chen, Mol. Biotechnol. 2012, 52, 300-308.
45. D. J. Pitera, C. J. Paddon, J. D. Newman, J. D. Keasling, Metab. Eng. 2007, 9, 193-207
46. V. J. J. Martin, D. J. Pitera, S. T. Withers, J. D. Newman, J. D. Keasling, Nat. Biotechnol. 2003, 21, 796-802
47. T. S. Lee, R. A. Krupa, F. Zhang, M. Hajimorad, W. J. Holtz, N. Prasad, S. K. Lee, J. D. Keasling, J. Biol. Eng. 2011, 5, 12.
48. D. Rebatchouk, N. Daraselia, J. O. Narita, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 10891-10896.
49. T. Knight, http://web.mit.edu/synbio/release/docs/biobricks.pdf, 2003.
50. R. P. Shetty, D. Endy, T. F. Jr Knight, J. Biol. Eng. 2008, 2, 5.
51. J. C. Anderson, J. E. Dueber, M. Leguia, G. C. Wu, J. A. Goler, A. P. Arkin, J. D. Keasling, J. Biol. Eng. 2010, 4, 1.
52. J. E. Norville, R. Derda, S. Gupta, K. A. Drinkwater, A. M. Belcher, A. E. Leschziner, T. F. Jr Knight, J. Biol. Eng. 2010, 4, 17.
53. J. Vick, E. Johnson, S. Choudhary, S. Bloch, F. Lopez-Gallego, P. Srivastava, I. Tikh, G. Wawrzyn, C. Schmidt-Dannert, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2011, 92, 1275-1286.
54. J. E. Bailey, Adv. Biochem. Eng./Biotechnol. 1993, 48, 29-52.
55. K. L. Jones, S. W. Kim, J. D. Keasling, Metab. Eng. 2000, 2, 328-338.
56. R. Carlson, Nat. Biotechnol. 2009, 27, 1091-1094
57. U. T. Bornscheuer, G. W. Huisman, R. J. Kazlauskas, S. Lutz, J. C. Moore, K. Robins, Nature 2012, 485, 185-194.
58. M. G. Montague, C. Lartigue, S. Vashee, Curr. Opin. Biotechnol. 2012, 23, 659-665
59. C. W. Song, J. Lee, S. Y. Lee, Biotechnol. J. 2015, 10, 56-68.
60. C. Aslanidis, P. J. de Jong, Nucleic Acids Res. 1990, 18, 6069-6074
61. C. Li, R. M. Evans, Nucleic Acids Res. 1997, 25, 4165-4166.
62. J. Quan, J. Tian, PLoS ONE 2009, 4, e 6441
63. A. V. Bryksin, I. Matsumura, BioTechniques 2010, 48, 463-465.
64. M. Z. Li, S. J. Elledge, Nat. Methods 2007, 4, 251-256.
65. C. Li, A. Wen, B. Shen, J. Lu, Y. Huang, Y. Chang, BMC Biotechnol. 2011, 11, 92.
66. D. G. Gibson, L. Young, R.-Y. Chuang, J. C. Venter, C. A. Hutchison, H. O. Smith, Nat. Methods 2009, 6, 343-345.
67. D. G. Gibson, H. O. Smith, C. A. Hutchison, J. C. Venter, C. Merryman, Nat. Methods 2010, 7, 901-903.
68. Y. Zhang, U. Werling, W. Edelmann, Nucleic Acids Res. 2012, 40, e 55.
69. S. C. Kowalczykowski, D. A. Dixon, A. K. Eggleston, S. D. Lauder, W. M. Rehrauer, Microbiol. Rev. 1994, 58, 401-465.
70. V. Larionov, N. Kouprina, J. Graves, X. N. Chen, J. R. Korenberg, M. A. Resnick, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 491-496.
71. D. G. Gibson, G. A. Benders, K. C. Axelrod, J. Zaveri, M. A. Algire, M. Moodie, M. G. Montague, J. C. Venter, H. O. Smith, C. A. Hutchison, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 20404-20409
72. G. A. Benders, V. N. Noskov, E. A. Denisova, C. Lartigue, D. G. Gibson, N. Assad-Garcia, R.-Y. Chuang, W. Carrera, M. Moodie, M. A. Algire, Q. Phan, N. Alperovich, S. Vashee, C. Merryman, J. C. Venter, H. O. Smith, J. I. Glass, C. A. Hutchison, Nucleic Acids Res. 2010, 38, 2558-2569.
73. Z. Shao, H. Zhao, H. Zhao, Nucleic Acids Res. 2009, 37, e 16.
74. N. Traitcheva, H. Jenke-Kodama, J. He, E. Dittmann, C. Hertweck, ChemBioChem 2007, 8, 1841-1849.
75. Y. S. Choi, T. W. Johannes, M. Simurdiak, Z. Shao, H. Lu, H. Zhao, Mol. BioSyst. 2010, 6, 336-338.
76. Z. Shao, Y. Luo, H. Zhao, Mol. BioSyst. 2011, 7, 1056-1059
77. Z. Shao, H. Zhao, in: Methods Enzymol., Vol. 517, (Ed.:, A. H. David,), Academic Press, 2012, pp 203-224.
78. S. D. Colloms, C. A. Merrick, F. J. Olorunniji, W. M. Stark, M. C. M. Smith, A. Osbourn, J. D. Keasling, S. J. Rosser, Nucleic Acids Res. 2013, 42, e 23.
79. N. G. A. Kuijpers, S. Chroumpi, T. Vos, D. Solis-Escalante, L. Bosman, J. T. Pronk, J.-M. Daran, P. Daran-Lapujade, FEMS Yeast Res. 2013, 13, 769-781.
80. T. Fehér, V. Burland, G. Põsfai, J. Biotechnol. 2012, 160, 72-79
81. J. T. MacDonald, C. Barnes, R. I. Kitney, P. S. Freemont, G.-B. V. Stan, Integr. Biol. 2011, 3, 97-108
82. D. Densmore, T. H.-C. Hsiau, J. T. Kittleson, W. DeLoache, C. Batten, J. C. Anderson, Nucleic Acids Res. 2010, 38, 2607-2616
83. H. M. Salis, E. A. Mirsky, C. A. Voigt, Nat. Biotechnol. 2009, 27, 946-950
84. Y. Cai, B. Hartnett, C. Gustafsson, J. Peccoud, Bioinformatics 2007, 23, 2760-2767.
85. K. E. J. Tyo, P. K. Ajikumar, G. Stephanopoulos, Nat. Biotechnol. 2009, 27, 760-765
86. A. H. Kachroo, M. Jayaram, P. A. Rowley, Nat. Biotechnol. 2009, 27, 729-731.
87. V. C. Dunkel, E. Zeiger, D. Brusick, E. McCoy, D. McGregor, K. Mortelmans, H. S. Rosenkranz, V. F. Simmon, Environ. Mutagen. 1985, 7, 1-19.
88. E. M. Witkin, Bacteriol. Rev. 1976, 40, 869-907.
89. R. Simon, U. Priefer, A. Puhler, Nat. Biotechnol. 1983, 1, 784-791.
90. C. M. Radding, J. Flory, A. Wu, R. Kahn, C. DasGupta, D. Gonda, M. Bianchi, S. S. Tsang, Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 1983, 47, 821-828.
91. H. Alper, K. Miyaoku, G. Stephanopoulos, Nat. Biotechnol. 2005, 23, 612-616
92. D. Koma, H. Yamanaka, K. Moriyoshi, T. Ohmoto, K. Sakai, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2012, 93, 815-829.
93. K. A. Datsenko, B. L. Wanner, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 6640-6645.
94. T. E. Kuhlman, E. C. Cox, Nucleic Acids Res. 2010, 38, e 92 -e 92.
95. M. Orford, M. Nefedov, J. Vadolas, F. Zaibak, R. Williamson, P. A. Ioannou, Nucleic Acids Res. 2000, 28, e 84
96. B. J. Yu, K. H. Kang, J. H. Lee, B. H. Sung, M. S. Kim, S. C. Kim, Nucleic Acids Res. 2008, 36, e 84
97. S. Sabri, J. A. Steen, M. Bongers, L. K. Nielsen, C. E. Vickers, Microb. Cell Fact. 2013, 12, 60.
98. C. W. Song, S. Y. Lee, Biotechnol. J. 2013, 8, 776-784.
99. P. N. Kuduvalli, R. Mitra, N. L. Craig, Nucleic Acids Res. 2005, 33, 857-863.
100. G. McKenzie, N. Craig, BMC Microbiol. 2006, 6, 39.
101. L. C. Thomason, N. Costantino, D. L. Court, in: Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, Inc., 2001.
102. D. Koma, H. Yamanaka, K. Moriyoshi, T. Ohmoto, K. Sakai, Appl. Environ. Microbiol. 2012, 78, 6203-6216.
103. B. S. Laursen, H. P. Sørensen, K. K. Mortensen, H. U. Sperling-Petersen, Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2005, 69, 101-123.
104. H. Chen, M. Bjerknes, R. Kumar, E. Jay, Nucleic Acids Res. 1994, 22, 4953-4957.
105. A. A. Ublinskaya, V. V. Samsonov, S. V. Mashko, N. V. Stoynova, J. Microbiol. Methods 2012, 89, 167-173.
106. M. Z. Li, S. J. Elledge, Nat. Genet. 2005, 37, 311-319
107. A. Kuzminov, Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1999, 63, 751-813.
108. N. Minaeva, E. Gak, D. Zimenkov, A. Skorokhodova, I. Biryukova, S. Mashko, BMC Biotechnol. 2008, 8, 63.
109. E. Martínez-García, T. Aparicio, V. de Lorenzo, P. I. Nikel, Front. Bioeng. Biotechnol. 2014, 2, 46.
110. F. Baumgärtner, L. Seitz, G. A. Sprenger, C. Albermann, Microb. Cell Fact. 2013, 12, 40.
111. T. Gaj, C. A. Gersbach, C. F. Barbas III, Trends Biotechnol. 2013, 31, 397-405.
112. J. Zhong, M. Karberg, A. M. Lambowitz, Nucleic Acids Res. 2003, 31, 1656-1664
113. J. Perutka, W. Wang, D. Goerlitz, A. M. Lambowitz, J. Mol. Biol. 2004, 336, 421-439
114. J. Yao, J. Zhong, A. M. Lambowitz, Nucleic Acids Res. 2005, 33, 3351-3362.
115. D. Na, S. M. Yoo, H. Chung, H. Park, J. H. Park, S. Y. Lee, Nat. Biotechnol. 2013, 31, 170-174.
116. T. Brautaset, R. Lale, S. Valla, Microb. Biotechnol. 2009, 2, 15-30.
117. S. Balzer, V. Kucharova, J. Megerle, R. Lale, T. Brautaset, S. Valla, Microb. Cell Fact. 2013, 12, 26.
118. J. W. Dubendorff, F. W. Studier, J. Mol. Biol. 1991, 219, 61-68
119. J. W. Dubendorf, F. W. Studier, J. Mol. Biol. 1991, 219, 45-59.
120. M. Giacalone, A. Gentile, B. Lovitt, N. Berkley, C. Gunderson, M. Surber, BioTechniques 2006, 40, 355-364
121. Y. J. Choi, L. Morel, T. Le François, D. Bourque, L. Bourget, D. Groleau, B. Massie, C. B. Míguez, Appl. Environ. Microbiol. 2010, 76, 5058-5066.
122. X.-X. Wei, Z.-Y. Shi, M.-Q. Yuan, G.-Q. Chen, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2009, 82, 703-712.
123. S. Shimizu-Sato, E. Huq, J. M. Tepperman, P. H. Quail, Nat. Biotechnol. 2002, 20, 1041-1044
124. D. Camsund, P. Lindblad, A. Jaramillo, Biotechnol. J. 2011, 6, 826-836
125. U. Krauss, T. Drepper, K.-E. Jaeger, Chem. Eur. J. 2011, 17, 2552-2560.
126. R. H. Dahl, F. Zhang, J. Alonso-Gutierrez, E. Baidoo, T. S. Batth, A. M. Redding-Johanson, C. J. Petzold, A. Mukhopadhyay, T. S. Lee, P. D. Adams, J. D. Keasling, Nat. Biotechnol. 2013, 31, 1039-1046.
127. C. M. Waters, B. L. Bassler, Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2005, 21, 319-346
128. W.-L. Ng, B. L. Bassler, Annu. Rev. Genet. 2009, 43, 197-222
129. R. Popat, D. M. Cornforth, L. McNally, S. P. Brown, J. R. Soc. Interface 2015, 12, DOI: 10. 1098 /rsif. 2014. 0882.
130. C.-Y. Tsao, S. Hooshangi, H.-C. Wu, J. J. Valdes, W. E. Bentley, Metab. Eng. 2010, 12, 291-297.
131. H. Alper, C. Fischer, E. Nevoigt, G. Stephanopoulos, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 12678-12683
132. J. R. Anthony, L. C. Anthony, F. Nowroozi, G. Kwon, J. D. Newman, J. D. Keasling, Metab. Eng. 2009, 11, 13-19
133. M. De Mey, J. Maertens, S. Boogmans, W. K. Soetaert, E. J. Vandamme, R. Cunin, M. R. Foulquie-Moreno, BMC Biotechnol. 2010, 10, 26
134. J. Blazeck, R. Garg, B. Reed, H. S. Alper, Biotechnol. Bioeng. 2012, 109, 2884-2895.
135. A. G. Vitreschak, D. A. Rodionov, A. A. Mironov, M. S. Gelfand, Trends Genet. 2004, 20, 44-50
136. B. J. Tucker, R. R. Breaker, Curr. Opin. Struct. Biol. 2005, 15, 342-348
137. D. M. Mishler, S. Topp, C. M. K. Reynoso, J. P. Gallivan, Curr. Opin. Biotechnol. 2010, 21, 653-656
138. A. D. Garst, A. L. Edwards, R. T. Batey, Cold Spring Harbor Perspect. Biol. 2011, 3, a 003533.
139. F. Jacob, J. Monod, J. Mol. Biol. 1961, 3, 318-356.
140. J.-M. Claverie, Science 2001, 291, 1255-1257.
141. E. P. C. Rocha, Annu. Rev. Genet. 2008, 42, 211-233.
142. S. Normark, S. Bergstrom, T. Edlund, T. Grundstrom, B. Jaurin, F. P. Lindberg, O. Olsson, Annu. Rev. Genet. 1983, 17, 499-525.
143. C. D. Smolke, T. A. Carrier, J. D. Keasling, Appl. Environ. Microbiol. 2000, 66, 5399-5405
144. C. D. Smolke, J. D. Keasling, Biotechnol. Bioeng. 2002, 80, 762-776
145. L. Berg, R. Lale, I. Bakke, N. Burroughs, S. Valla, Microb. Biotechnol. 2009, 2, 379-389.
146. B. F. Pfleger, D. J. Pitera, C. D. Smolke, J. D. Keasling, Nat. Biotechnol. 2006, 24, 1027-1032.
147. T. M. Henkin, Annu. Rev. Genet. 1996, 30, 35-57.
148. H. Aiba, A. Hanamura, H. Yamano, J. Biol. Chem. 1991, 266, 1721-1727.
149. J. A. Bernstein, A. B. Khodursky, P.-H. Lin, S. Lin-Chao, S. N. Cohen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 9697-9702.
150. M. Kozak, Gene 1999, 234, 187-208
151. M. Kozak, Nucleic Acids Res. 2005, 33, 6593-6602.
152. M. H. de Smit, J. van Duin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1990, 87, 7668-7672.
153. D. Na, D. Lee, Bioinformatics 2010, 26, 2633-2634
154. D. Na, S. Lee, D. Lee, BMC Syst. Biol. 2010, 4, 71.
155. H. H. Wang, F. J. Isaacs, P. A. Carr, Z. Z. Sun, G. Xu, C. R. Forest, G. M. Church, Nature 2009, 460, 894-898.
156. P. J. Westfall, D. J. Pitera, J. R. Lenihan, D. Eng, F. X. Woolard, R. Regentin, T. Horning, H. Tsuruta, D. J. Melis, A. Owens, S. Fickes, D. Diola, K. R. Benjamin, J. D. Keasling, M. D. Leavell, D. J. McPhee, N. S. Renninger, J. D. Newman, C. J. Paddon, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, E 111-118
157. K. Zhou, R. Zou, C. Zhang, G. Stephanopoulos, H.-P. Too, Biotechnol. Bioeng. 2013, 110, 2556-2561.
158. F. F. Nowroozi, E. E. K. Baidoo, S. Ermakov, A. M. Redding-Johanson, T. S. Batth, C. J. Petzold, J. D. Keasling, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2014, 98, 1567-1581.
159. B. A. Pfeifer, S. J. Admiraal, H. Gramajo, D. E. Cane, C. Khosla, Science 2001, 291, 1790-1792
160. G. Cannarozzi, N. N. Schraudolph, M. Faty, P. von Rohr, M. T. Friberg, A. C. Roth, P. Gonnet, G. Gonnet, Y. Barral, Cell 2010, 141, 355-367
161. K. Fredrick, M. Ibba, Cell 2010, 141, 227-229
162. T. Tuller, A. Carmi, K. Vestsigian, S. Navon, Y. Dorfan, J. Zaborske, T. Pan, O. Dahan, I. Furman, Y. Pilpel, Cell 2010, 141, 344-354.
163. S. R. Eddy, Nat. Rev. Genet. 2001, 2, 919-929
164. R. C. Lee, R. L. Feinbaum, V. Ambros, Cell 1993, 75, 843-854
165. E. G. H. Wagner, R. W. Simons, Annu. Rev. Microbiol. 1994, 48, 713-742
166. P. Stougaard, S. Molin, K. Nordström, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1981, 78, 6008-6012.
167. A. S. Mironov, I. Gusarov, R. Rafikov, L. E. Lopez, K. Shatalin, R. A. Kreneva, D. A. Perumov, E. Nudler, Cell 2002, 111, 747-756.
168. M. Morita, M. Kanemori, H. Yanagi, T. Yura, J. Bacteriol. 1999, 181, 401-410.
169. C.-H. Hoe, C. A. Raabe, T. S. Rozhdestvensky, T.-H. Tang, Int. J. Med. Microbiol. 2013, 303, 217-229.
170. N. Majdalani, D. Hernandez, S. Gottesman, Mol. Microbiol. 2002, 46, 813-826
171. S. Gottesman, Trends Genet. 2005, 21, 399-404
172. T. Soper, P. Mandin, N. Majdalani, S. Gottesman, S. A. Woodson, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 9602-9607.
173. F. J. Isaacs, D. J. Dwyer, C. Ding, D. D. Pervouchine, C. R. Cantor, J. J. Collins, Nat. Biotechnol. 2004, 22, 841-847
174. F. J. Isaacs, J. J. Collins, Nat. Biotechol. 2005, 23, 306-307
175. R. Lutz, H. Bujard, Nucleic Acids Res. 1997, 25, 1203-1210
176. G. Rodrigo, T. E. Landrain, A. Jaramillo, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 15271-15276.
177. Z. Kang, X. Wang, Y. Li, Q. Wang, Q. Qi, Biotechnol. Lett. 2012, 34, 527-531.
178. Z. Kang, Q. Wang, H. Zhang, Q. Qi, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2008, 79, 203-208.
179. D. Juminaga, E. E. K. Baidoo, A. M. Redding-Johanson, T. S. Batth, H. Burd, A. Mukhopadhyay, C. J. Petzold, J. D. Keasling, Appl. Environ. Microbiol. 2012, 78, 89-98.
180. M. T. Reetz, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12480-12496
181. J. Muschiol, C. Peters, N. Oberleitner, M. D. Mihovilovic, U. T. Bornscheuer, F. Rudroff, Chem. Commun. 2015, 51, 5798-5811.
182. C. Jäckel, P. Kast, D. Hilvert, Annu. Rev. Biophys. 2008, 37, 153-173
183. C. A. Tracewell, F. H. Arnold, Curr. Opin. Chem. Biol. 2009, 13, 3-9.
184. G. L. Butterfoss, B. Kuhlman, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2006, 35, 49-65
185. A. M. Poole, R. Ranganathan, Curr. Opin. Struct. Biol. 2006, 16, 508-513
186. S.-g. Kang, J. G. Saven, Curr. Opin. Chem. Biol. 2007, 11, 329-334.
187. T.-W. Wang, H. Zhu, X.-Y. Ma, T. Zhang, Y.-S. Ma, D.-Z. Wei, Mol. Biotechnol. 2006, 34, 55-68.
188. A. Davidson, in: Protein Design, Vol. 340, (Eds.:, R. Guerois, M. de La Paz,), Humana Press, 2006, pp 171-181.
189. K. B. Otte, B. Hauer, Curr. Opin. Biotechnol. 2015, 35, 16-22.
190. R. J. Fox, S. C. Davis, E. C. Mundorff, L. M. Newman, V. Gavrilovic, S. K. Ma, L. M. Chung, C. Ching, S. Tam, S. Muley, J. Grate, J. Gruber, J. C. Whitman, R. A. Sheldon, G. W. Huisman, Nat. Biotechnol. 2007, 25, 338-344.
191. W. P. C. Stemmer, Nature 1994, 370, 389-391
192. J. E. Ness, M. Welch, L. Giver, M. Bueno, J. R. Cherry, T. V. Borchert, W. P. C. Stemmer, J. Minshull, Nat. Biotechnol. 1999, 17, 893-896.
193. S. K. Ma, J. Gruber, C. Davis, L. Newman, D. Gray, A. Wang, J. Grate, G. W. Huisman, R. A. Sheldon, Green Chem. 2010, 12, 81-86.
194. B. Gallwitz, Vasc. Health Risk Manage. 2007, 3, 203-210.
195. C. K. Savile, J. M. Janey, E. C. Mundorff, J. C. Moore, S. Tam, W. R. Jarvis, J. C. Colbeck, A. Krebber, F. J. Fleitz, J. Brands, P. N. Devine, G. W. Huisman, G. J. Hughes, Science 2010, 329, 305-309.
196. J. Alliot, E. Gravel, F. Pillon, D.-A. Buisson, M. Nicolas, E. Doris, Chem. Commun. 2012, 48, 8111-8113.
197. Z. J. Wang, H. Renata, N. E. Peck, C. C. Farwell, P. S. Coelho, F. H. Arnold, Angew. Chem. 2014, 126, 6928-6931
198. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 6810-6813.
199. Z.-G. Zhang, R. Lonsdale, J. Sanchis, M. T. Reetz, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 17262-17272.
200. R. J. Conrado, J. D. Varner, M. P. DeLisa, Curr. Opin. Biotechnol. 2008, 19, 492-499
201. S. Dutta, J. R. Whicher, D. A. Hansen, W. A. Hale, J. A. Chemler, G. R. Congdon, A. R. H. Narayan, K. Hakansson, D. H. Sherman, J. L. Smith, G. Skiniotis, Nature 2014, 510, 512-517.
202. J.-L. Lin, L. Palomec, I. Wheeldon, ACS Catal. 2013, 4, 505-511.
203. W. R. Whitaker, J. E. Dueber, in: Methods Enzymol. Vol. 497, (Ed.:, V. Chris,), Academic Press, 2011, pp 447-468
204. H. Hirakawa, T. Haga, T. Nagamune, Top. Catal. 2012, 55, 1124-1137.
205. J. Fu, M. Liu, Y. Liu, N. W. Woodbury, H. Yan, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5516-5519
206. R. J. Conrado, G. C. Wu, J. T. Boock, H. Xu, S. Y. Chen, T. Lebar, J. Turnšek, N. Tomšič, M. Avbelj, R. Gaber, T. Koprivnjak, J. Mori, V. Glavnik, I. Vovk, M. Benčina, V. Hodnik, G. Anderluh, J. E. Dueber, R. Jerala, M. P. DeLisa, Nucleic Acids Res. 2012, 40, 1879-1889.
207. C. J. Delebecque, P. A. Silver, A. B. Lindner, Nat. Protoc. 2012, 7, 1797-1807
208. C. J. Delebecque, A. B. Lindner, P. A. Silver, F. A. Aldaye, Science 2011, 333, 470-474.
209. A. J. Dzieciol, S. Mann, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 79-85
210. R. J. R. W. Peters, M. Marguet, S. Marais, M. W. Fraaije, J. C. M. van Hest, S. Lecommandoux, Angew. Chem. 2014, 126, 150-154
211. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 146-150
212. M. Marguet, C. Bonduelle, S. Lecommandoux, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 512-529.
213. L. Kizer, D. J. Pitera, B. F. Pfleger, J. D. Keasling, Appl. Environ. Microbiol. 2008, 74, 3229-3241.
214. O. I. Wilner, Y. Weizmann, R. Gill, O. Lioubashevski, R. Freeman, I. Willner, Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 249-254.
215. G. Sachdeva, A. Garg, D. Godding, J. C. Way, P. A. Silver, Nucleic Acids Res. 2014, 42, 9493-9503.
216. R. Chen, Q. Chen, H. Kim, K.-H. Siu, Q. Sun, S.-L. Tsai, W. Chen, Curr. Opin. Biotechnol. 2014, 28, 59-68.
217. P. L. Howard, M. C. Chia, S. Del Rizzo, F.-F. Liu, T. Pawson, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 11267-11272
218. Y.-M. Lim, S. Wong, G. Lau, O. N. Witte, J. Colicelli, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 12233-12238
219. G. Barnea, W. Strapps, G. Herrada, Y. Berman, J. Ong, B. Kloss, R. Axel, K. J. Lee, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 64-69.
220. L. Albertsen, Y. Chen, L. S. Bach, S. Rattleff, J. Maury, S. Brix, J. Nielsen, U. H. Mortensen, Appl. Environ. Microbiol. 2011, 77, 1033-1040.
221. C. J. Bashor, N. C. Helman, S. Yan, W. A. Lim, Science 2008, 319, 1539-1543
222. S.-H. Park, A. Zarrinpar, W. A. Lim, Science 2003, 299, 1061-1064
223. P. Wei, W. W. Wong, J. S. Park, E. E. Corcoran, S. G. Peisajovich, J. J. Onuffer, A. Weiss, W. A. Lim, Nature 2012, 488, 384-388.
224. W. R. Whitaker, S. A. Davis, A. P. Arkin, J. E. Dueber, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 18090-18095.
225. A. M. Weeks, M. C. Chang, Biochemistry 2011, 50, 5404-5418.
226. K. M. Dombek, L. O. Ingram, Appl. Environ. Microbiol. 1987, 53, 1286-1291.
227. M. Sauer, D. Porro, D. Mattanovich, P. Branduardi, Trends Biotechnol. 2008, 26, 100-108.
228. X. Chen, M. Li, L. Zhou, W. Shen, G. Algasan, Y. Fan, Z. Wang, Bioresour. Technol. 2014, 166, 64-71.
229. S. Y. Lee, J. H. Park, S. H. Jang, L. K. Nielsen, J. Kim, K. S. Jung, Biotechnol. Bioeng. 2008, 101, 209-228.
230. E.-B. Goh, E. E. K. Baidoo, H. Burd, T. S. Lee, J. D. Keasling, H. R. Beller, Metab. Eng. 2014, 26, 67-76.
231. G. W. Huisman, S. J. Collier, Curr. Opin. Chem. Biol. 2013, 17, 284-292
232. A. Berkessel, C. Rollmann, F. Chamouleau, S. Labs, O. May, H. Gröger, Adv. Synth. Catal. 2007, 349, 2697-2704.
233. Z. Q. Lin, Z. B. Xu, Y. F. Li, Z. W. Wang, T. Chen, X. M. Zhao, Microb. Cell Fact. 2014, 13; 104 DOI: 10. 1168 /s 12934-014-5.
234. M. A. Campodonico, B. A. Andrews, J. A. Asenjo, B. O. Palsson, A. M. Feist, Metab. Eng. 2014, 25, 140-158.
235. K. Tummler, T. Lubitz, M. Schelker, E. Klipp, FEBS J. 2014, 281, 549-571.
236. J. S. Edwards, R. U. Ibarra, B. O. Palsson, Nat. Biotechnol. 2001, 19, 125-130.
237. C. S. Henry, M. DeJongh, A. A. Best, P. M. Frybarger, B. Linsay, R. L. Stevens, Nat. Biotechnol. 2010, 28, 977-922.
238. J. Schellenberger, J. O. Park, T. M. Conrad, B. O. Palsson, BMC Bioinf. 2010, 11; 213 DOI: 10. 1168 / 1471-2105-11-213.
239. J. Schellenberger, R. Que, R. M. T. Fleming, I. Thiele, J. D. Orth, A. M. Feist, D. C. Zielinski, A. Bordbar, N. E. Lewis, S. Rahmanian, J. Kang, D. R. Hyduke, B. O. Palsson, Nat. Protoc. 2011, 6, 1290-1307.
240. M. Lakshmanan, G. Koh, B. K. S. Chung, D. Y. Lee, Briefings Bioinf. 2014, 15, 108-122.
241. J. D. Orth, I. Thiele, B. O. Palsson, Nat. Biotechnol. 2010, 28, 245-248.
242. R. Schuetz, L. Kuepfer, U. Sauer, Mol. Syst. Biol. 2007, 3, 119.
243. L. Kuepfer, U. Sauer, L. M. Blank, Genome Res. 2005, 15, 1421-1430.
244. K. Hoffner, S. M. Harwood, P. I. Barton, Biotechnol. Bioeng. 2013, 110, 792-802.
245. C. W. Song, D. I. Kim, S. Choi, J. W. Jang, S. Y. Lee, Biotechnol. Bioeng. 2013, 110, 2025-2034.
246. M. Weiner, J. Tröndle, C. Albermann, G. A. Sprenger, D. Weuster-Botz, Biotechnol. Bioeng. 2014, 111, 1406-1416.
247. K. Tokuyama, S. Ohno, K. Yoshikawa, T. Hirasawa, S. Tanaka, C. Furusawa, H. Shimizu, Microb. Cell Fact. 2014, 13; 64 DOI: 10. 1168 / 1475-2859-13-64.
248. N. Zamboni, E. Fischer, U. Sauer, BMC Bioinf. 2005, 6; 209 DOI: 10. 1168 / 1471-2105-6-209.
249. W. Wiechert, M. Möllney, S. Petersen, A. A. de Graaf, Metab. Eng. 2001, 3, 265-283.
250. L.-E. Quek, C. Wittmann, L. Nielsen, J. Kromer, Microb. Cell Fact. 2009, 8, 25.
251. T. Dandekar, A. Fieselmann, S. Majeed, Z. Ahmed, Briefings Bioinf. 2014, 15, 91-107.
252. M. Antoniewicz, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2015, 1-9.
253. E. Fischer, N. Zamboni, U. Sauer, Anal. Biochem. 2004, 325, 308-316
254. E. Fischer, U. Sauer, Eur. J. Biochem. 2003, 270, 880-891
255. N. Zamboni, S.-M. Fendt, M. Ruhl, U. Sauer, Nat. Protoc. 2009, 4, 878-892.
256. R. R. Bommareddy, Z. Chen, S. Rappert, A.-P. Zeng, Metab. Eng. 2014, 25, 30-37.
257. S. B. Crown, C. P. Long, M. R. Antoniewicz, Metab. Eng. 2015, 28, 151-158.
258. K. Schroer, B. Zelic, M. Oldiges, S. Lütz, Biotechnol. Bioeng. 2009, 104, 251-260.
259. L. Wu, M. R. Mashego, J. C. van Dam, A. M. Proell, J. L. Vinke, C. Ras, W. A. van Winden, W. M. van Gulik, J. J. Heijnen, Anal. Biochem. 2005, 336, 164-171.
260. W. M. van Gulik, Curr. Opin. Biotechnol. 2010, 21, 27-34.
261. A. B. Canelas, C. Ras, A. ten Pierick, J. C. van Dam, J. J. Heijnen, W. M. Van Gulik, Metabolomics 2008, 4, 226-239.
262. H. Link, J. M. Buescher, U. Sauer, in: Methods in Microbiology, Vol. 39, (Eds.:, H. Colin, W. Anil,), Academic Press, 2012, pp 127-150.
263. J. Rucker, J. Paul, B. A. Pfeifer, K. Lee, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2013, 97, 2753-2759.
264. Y. Soma, K. Tsuruno, M. Wada, A. Yokota, T. Hanai, Metab. Eng. 2014, 23, 175-184.
265. Y.-C. He, F. Liu, D.-P. Zhang, S. Gao, Z.-Q. Li, Z.-C. Tao, C.-L. Ma, Appl. Biochem. Biotechnol. 2014, 1-12
266. S. Gough, M. Deshpande, M. Scher, J. P. N. Rosazza, Biotechnol. Lett. 2001, 23, 1535-1537
267. D. Gobinath, S. Prapulla, J. Food Sci. Technol. 2014, 1-7.
268. H. J. Park, J. Jung, H. Choi, K. N. Uhm, H. K. Kim, J. Microbiol. Biotechnol. 2010, 20, 1300-1306.
269. G. Thedei, D. P. S. Leitao, M. Bolean, T. P. Paulino, A. C. C. Spadaro, P. Ciancaglini, Braz. J. Med. Biol. Res. 2008, 41, 1047-1053.
270. C. Grant, D. Deszcz, Y.-C. Wei, R. J. Martinez-Torres, P. Morris, T. Folliard, R. Sreenivasan, J. Ward, P. Dalby, J. M. Woodley, F. Baganz, Sci. Rep. 2014, 4.
271. S. Panke, A. Meyer, C. M. Huber, B. Witholt, M. G. Wubbolts, Appl. Environ. Microbiol. 1999, 65, 2324-2332.
272. M. G. Wubbolts, J. Hoven, B. Melgert, B. Witholt, Enzyme Microb. Technol. 1994, 16, 887-894.
273. H. Nikaido, Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2003, 67, 593-656.
274. S. Kojima, H. Nikaido, J. Biol. Chem. 2014, 289, 26464-26473.
275. Z. Xiao, C. Lv, C. Gao, J. Qin, C. Ma, Z. Liu, P. Liu, L. Li, P. Xu, PLoS ONE 2010, 5, 8860.
276. Y. Wang, K. Y. San, G. N. Bennett, Curr. Opin. Biotechnol. 2013, 24, 994-999.
277. J. W. Chin, P. C. Cirino, Biotechnol. Prog. 2011, 27, 333-341.
278. S. Siedler, S. Bringer, L. M. Blank, M. Bott, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2012, 93, 1459-1467.
279. A. Shi, X. Zhu, J. Lu, X. Zhang, Y. Ma, Metab. Eng. 2013, 16, 1-10.
280. R. Liu, L. Liang, M. Wu, K. Chen, M. Jiang, J. Ma, P. Wei, P. Ouyang, Biochem. Eng. J. 2013, 79, 77-83.
281. A. Singh, M. D. Lynch, R. T. Gill, Metab. Eng. 2009, 11, 347-354.
282. S. Klatte, V. F. Wendisch, Bioorg. Med. Chem. 2014, 22, 5578-5585.
283. D. E. Torres Pazmiño, A. Riebel, J. de Lange, F. Rudroff, M. D. Mihovilovic, M. W. Fraaije, ChemBioChem 2009, 10, 2595-2598.
284. J.-W. Song, E.-Y. Jeon, D.-H. Song, H.-Y. Jang, U. T. Bornscheuer, D.-K. Oh, J.-B. Park, Angew. Chem. 2013, 125, 2594-2597
285. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 2534-2537.
286. M. Schrewe, N. Ladkau, B. Bühler, A. Schmid, Adv. Synth. Catal. 2013, 355, 1693-1697.
287. M. Schrewe, M. K. Julsing, K. Lange, E. Czarnotta, A. Schmid, B. Bühler, Biotechnol. Bioeng. 2014, 111, 1820-1830.
288. A. S. Bommarius, B. R. Riebel, in: Biocatalysis, Wiley-VCH, 2005, pp 91-134.
289. B. M. Nestl, B. Hauer, Nat. Chem. Biol. 2013, 9, 470-471
290. F. H. Arnold, Nature 2001, 409, 253-257.
291. N. J. Turner, E. O'Reilly, Nat. Chem. Biol. 2013, 9, 285-288.
292. J. H. Shin, H. U. Kim, D. I. Kim, S. Y. Lee, Biotechnol. Adv. 2013, 31, 925-935
293. J. W. Lee, D. Na, J. M. Park, J. Lee, S. Choi, S. Y. Lee, Nat. Chem. Biol. 2012, 8, 536-546
294. G. M. Rodriguez, S. Atsumi, Microb. Cell Fact. 2012, 11, 90.
295. K. Napora-Wijata, K. Robins, A. Osorio-Lozada, M. Winkler, ChemCatChem 2014, 6, 1089-1095.
296. K. B. Otte, J. Kittelberger, M. Kirtz, B. M. Nestl, B. Hauer, ChemCatChem 2014, 6, 1003-1009.
297. K. B. Otte, M. Kirtz, B. M. Nestl, B. Hauer, ChemSusChem 2013, 6, 2149-2156.
298. D. Kuhn, B. Bühler, A. Schmid, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2012, 39, 1125-1133.
299. J. Liu, Z. Li, ACS Catal. 2013, 3, 908-911.
300. J. Zhang, S. Wu, J. Wu, Z. Li, ACS Catal. 2014, 4, 51-58.
301. J. Zhang, T. Xu, Z. Li, Adv. Synth. Catal. 2013, 355, 3147-3153.
302. S. Wu, Y. Chen, Y. Xu, A. Li, Q. Xu, A. Glieder, Z. Li, ACS Catal. 2013, 4, 409-420.
303. Y. Zhang, F. Buchholz, J. P. P. Muyrers, A. F. Stewart, Nat. Genet. 1998, 20, 123-128.
304. K. Miura, Y. Tomioka, H. Suzuki, M. Yonezawa, T. Hishinuma, M. Mizugaki, Biol. Pharm. Bull. 1997, 20, 110-112.