A 7-metilxantina (7-MX) é um medicamento seguro clinicamente comprovado para tratar a miopia. A síntese química de 7-mx é prejudicada devido à baixa especificidade, exigindo produção biológica sustentável usando matérias-primas renováveis e econômicas. Para esse fim, projetamos sistematicamente a robusta P. putida EM42 para produzir 7-mx usando cafeína e glicerol em meio de sal mínimo. A remoção do repressor transcricional (GLPR), a integração do genoma da N-desmetilase heteróloga e sua redutase, NDMABD e superexpressão do FDHA nativo para equilibrar os cofatores redox que permitiram a conversão seletiva de cafeína em 7-mx com 100% de rendimento. Descobrimos um transportador nativo, PP_RS18750, que capta com eficiência cafeína, facilitando a conversão em meios contendo glicerol. Conseguimos 9,2 ± 0,42 g/L de 7-mx em um biorreator de 3-l por otimização no nível do processo, o título mais alto relatado até o momento. Nossa análise technoeconômica indica que essa nova abordagem de monocultura projetada pode produzir 7-mx de grau farmacêutico comercialmente por US $ 328/kg, com valores notavelmente baixo de fator eletrônico e intensidade de massa de processo (PMI), demonstrando a valorização verde sustentável da cafeína em xantina de alto valor.
