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High-Efficiency Biocatalytic Conversion of Thebaine to Codeine

机译：贝妥的高效生物催化转换为可待因

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An enzymatic biosynthesis approach is described for codeine, the most widely used medicinal opiate, providing a more environmentally sustainable alternative to current chemical conversion, with yields and productivity compatible with industrial production. Escherichia coli strains were engineered to express key enzymes from poppy, including the recently discovered neopinone isomerase, producing codeine from thebaine. We show that compartmentalization of these enzymes in different cells is an effective strategy that allows active spatial and temporal control of reactions, increasing yield and volumetric productivity and reducing byproduct generation. Codeine is produced at a yield of 64% and a volumetric productivity of 0.19 g/(L·h), providing the basis for an industrially applicable aqueous whole-cell biotransformation process. This approach could be used to redirect thebaine-rich feedstocks arising from the U.S. reduction of opioid manufacturing quotas or applied to enable total biosynthesis and may have broader applicability to other medicinal plant compounds.
机译：描述了一种酶活性生物合成方法，用于可待因，最广泛使用的药用鸦片，提供更环境可持续的替代品，以与工业生产相容的产量和生产率。 对大肠杆菌菌株被设计成表达罂粟的关键酶，包括最近发现的Neopinone异构酶，从宿邦生产可待因。我们表明，不同细胞中这些酶的分区化是一种有效的策略，可允许反应的有效空间和时间控制，增加产量和体积生产率以及减少副产物产生。可待因的产率为64％，体积生产率为0.19g /（l·h），为工业上适用的含水全细胞生物转化过程提供基础。这种方法可用于重新引发来自美国的富含培养物的原料，或者施加的Opioid制造配额或应用以实现总生物合成，并且可能对其他药用植物化合物具有更广泛的适用性。

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