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全局转录调控在细胞工厂构建中的应用与进展 认领
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作者 周子康 许平 《化工进展》 EI CAS 北大核心 2021年第3期1248-1251,共4页
全局转录调控是一种通过重新编程基因转录来获得新的细胞表型的重要技术方法。本文介绍了通过DNA重组、易错PCR等技术对细胞中的转录元件进行多轮突变修饰,改变RNA聚合酶的转录效率以及对启动子的亲和能力,在整体水平上使细胞的转录水... 全局转录调控是一种通过重新编程基因转录来获得新的细胞表型的重要技术方法。本文介绍了通过DNA重组、易错PCR等技术对细胞中的转录元件进行多轮突变修饰,改变RNA聚合酶的转录效率以及对启动子的亲和能力,在整体水平上使细胞的转录水平发生改变,从而获得更加契合实际需求的细胞表型。指出全局转录调控技术不仅可以快速优化代谢途径、提高目标化合物的产量,亦可提高菌株耐受性,在代谢工程领域具有独特的优势,并已被成功应用于不同化合物的细胞工厂构建中。 展开更多
关键词 全局转录调控工程 代谢工程 定向进化 耐受性
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代谢工程改造解脂耶氏酵母生产脂肪酸及其衍生物 认领
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作者 王凯峰 王金鹏 +1 位作者 韦萍 纪晓俊 《化工学报》 EI CAS 北大核心 2021年第1期351-365,共15页
微生物来源的脂肪酸及其衍生物广泛应用于能源、材料和营养化学品等领域,可用于生产航空燃油、聚合物、增塑剂、润滑剂和食品添加剂等。解脂耶氏酵母是一种研究最为透彻的产油脂酵母,具有高产各种脂肪酸及其衍生物的潜力。本文综述了近... 微生物来源的脂肪酸及其衍生物广泛应用于能源、材料和营养化学品等领域,可用于生产航空燃油、聚合物、增塑剂、润滑剂和食品添加剂等。解脂耶氏酵母是一种研究最为透彻的产油脂酵母,具有高产各种脂肪酸及其衍生物的潜力。本文综述了近年来解脂耶氏酵母遗传操作工具的发展,并介绍了通过代谢工程技术改造解脂耶氏酵母生产脂肪酸及其衍生物的进展,在此基础上,展望了通过构建解脂耶氏酵母细胞工厂合成特定脂肪酸及其衍生物的未来发展方向。 展开更多
关键词 解脂耶氏酵母 脂肪酸 细胞工厂 代谢工程 合成生物学 生物技术
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麦秸秆水解液好氧发酵制备琥珀酸的研究 认领
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作者 潘浩 干逸彬 +5 位作者 戚采轩 贺燃 焦玲玲 欧钰 高新星 朱年青 《山东化工》 CAS 2021年第4期1-4,7,共5页
为了以廉价的可再生木质纤维为原料发酵制备琥珀酸,本文对谷氨酸棒杆菌ATCC 13869进行代谢工程改造,获得以麦秸秆水解液为原料高值转化制备琥珀酸的细胞工厂。结果显示,失活琥珀酸脱氢酶复合体,突变株在好氧条件下能够积累琥珀酸,得率为... 为了以廉价的可再生木质纤维为原料发酵制备琥珀酸,本文对谷氨酸棒杆菌ATCC 13869进行代谢工程改造,获得以麦秸秆水解液为原料高值转化制备琥珀酸的细胞工厂。结果显示,失活琥珀酸脱氢酶复合体,突变株在好氧条件下能够积累琥珀酸,得率为0.19 mol/mol glucose。引入来源于野油菜黄单胞菌的木糖代谢途径,突变株能够利用木糖发酵制备琥珀酸,得率为0.22 mol/mol xylose。引入来源于大肠杆菌的阿拉伯糖代谢途径,突变株能够利用阿拉伯糖发酵制备琥珀酸,得率为0.21 mol/mol arabinose。将外源木糖和阿拉伯糖代谢途径同时引入后,突变株能够以麦秸秆水解液为碳源在好氧条件下发酵制备制备琥珀酸,产量达到34.1 mM。构建的谷氨酸棒杆菌细胞工厂在琥珀酸生物制造中有良好的应用潜力。 展开更多
关键词 麦秸秆 琥珀酸 谷氨酸棒杆菌 代谢工程 细胞工厂
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代谢工程改造大肠杆菌生产L-色氨酸的研究进展 认领
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作者 战俊杰 杜丽红 《山东化工》 CAS 2021年第1期85-87,89,共4页
色氨酸,芳香族氨基酸之一,已被广泛应用于食品、化工、医药等行业。同传统方法酶催化、化学合成法相比,微生物法生产L-色氨酸具有生产成本低、环保和操作方便等优点。随着生物技术的快速发展,人们对大肠杆菌内色氨酸的合成机制有了更深... 色氨酸,芳香族氨基酸之一,已被广泛应用于食品、化工、医药等行业。同传统方法酶催化、化学合成法相比,微生物法生产L-色氨酸具有生产成本低、环保和操作方便等优点。随着生物技术的快速发展,人们对大肠杆菌内色氨酸的合成机制有了更深入的了解,并实现了大肠杆菌L-色氨酸的高效生产。然而,如何突破目前大肠杆菌生产L-色氨酸的能力,降低生物合成成本是我们面临的挑战。本文对代谢工程促进大肠杆菌生产L-色氨酸的策略进行了总结。并对进一步高效生产L-色氨酸的前景进行了展望。 展开更多
关键词 大肠杆菌 色氨酸 代谢工程
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2′-岩藻糖基乳糖的生物合成菌株构建及发酵条件研究 认领
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作者 李晨晨 李梦丽 +1 位作者 江波 张涛 《食品与发酵工业》 CAS 北大核心 2021年第3期10-17,共8页
2′-岩藻糖基乳糖(2′-fucosyllactose,2′-FL)可作为益生元添加到婴幼儿配方奶粉中,对婴幼儿肠道菌群和免疫系统的发育至关重要。通过共表达L-岩藻糖激酶/GDP-L-岩藻糖焦磷酸化酶(L-fucokinase/GDP-L-fucose pyrophosphorylase,fkp)基... 2′-岩藻糖基乳糖(2′-fucosyllactose,2′-FL)可作为益生元添加到婴幼儿配方奶粉中,对婴幼儿肠道菌群和免疫系统的发育至关重要。通过共表达L-岩藻糖激酶/GDP-L-岩藻糖焦磷酸化酶(L-fucokinase/GDP-L-fucose pyrophosphorylase,fkp)基因和α-1,2-岩藻糖基转移酶(α-1,2-fucosyltransferase,futC)基因,以大肠杆菌Escherichia coli BL21star(DE3)为出发菌株,异源表达脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)和幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)来源的fkp和futC基因,建立了2′-FL的合成途径。通过CRISPR/Cas9系统敲除β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,LacZ)和UDP-葡萄糖脂质载体转移酶(UDP-glucose lipid carrier transferase,WcaJ)基因,阻断中间代谢产物的分解,探究该类基因对2′-FL合成的影响。实验结果显示:单敲除LacZ基因促进2′-FL的产量并提高1.88倍,对菌体生长影响不显著;叠加敲除基因LacZ和WcaJ后,2′-FL的产量提高4.89倍,且对菌体生长没有显著影响。通过摇瓶发酵优化,确定了发酵条件为:采用限定性培养基(DM培养基),异丙基-β-D-硫代半乳糖苷诱导浓度为0.2 mmol/L,诱导温度为25℃,接种量为5%。在此条件下摇瓶培养,2′-FL产量最高可达1.44 g/L。研究表明敲除β-半乳糖苷酶和UDP-葡萄糖脂质载体转移酶基因可显著提高2′-FL产量,为扩大其工业化生产提供参考依据。 展开更多
关键词 2′-岩藻糖基乳糖 重组大肠杆菌 基因敲除 代谢工程 发酵优化
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生物-化学法合成维生素D的研究进展 认领
6
作者 曲丽莎 于文文 +3 位作者 吕雪芹 李江华 堵国成 刘龙 《食品与发酵工业》 CAS 北大核心 2021年第1期276-284,共9页
维生素D是一种脂溶性类固醇激素,在平衡新陈代谢、维持机体健康等方面具有不可忽视的作用。传统的工业生产方法已无法满足日益增长的市场需求,而基于合成生物学方法改造细胞合成前体甾醇,再通过半化学法合成维生素D则是解决当前供需矛... 维生素D是一种脂溶性类固醇激素,在平衡新陈代谢、维持机体健康等方面具有不可忽视的作用。传统的工业生产方法已无法满足日益增长的市场需求,而基于合成生物学方法改造细胞合成前体甾醇,再通过半化学法合成维生素D则是解决当前供需矛盾的有效手段之一。文章对生物-化学法合成维生素D的研究进展进行了概述,着重介绍了动态调控、亚细胞工程、定向进化等代谢工程技术在生物合成关键前体甾醇上的应用,并对今后工业化合成维生素D的研究方向进行了思考与展望。 展开更多
关键词 维生素D(VD) 合成生物学 甾醇 代谢工程
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提高衣康酸产量的代谢工程育种研究进展 认领
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作者 李露 韩雪影 《生物资源》 2021年第1期94-99,共6页
衣康酸(itaconic acid,IA)是一种白色结晶状的不饱和二元羧酸,它是化学和制药工业中许多相关化合物的前体,被广泛应用于树脂、塑料、胶乳和超吸附剂等的工业生产中。与化学法生产衣康酸相比,生物法具有原料来源广泛,生产过程能耗低,不... 衣康酸(itaconic acid,IA)是一种白色结晶状的不饱和二元羧酸,它是化学和制药工业中许多相关化合物的前体,被广泛应用于树脂、塑料、胶乳和超吸附剂等的工业生产中。与化学法生产衣康酸相比,生物法具有原料来源广泛,生产过程能耗低,不污染环境等优点。介绍了衣康酸合成的生物代谢途径,以及在野生型宿主和异源宿主中生产衣康酸和提高衣康酸产量的生物技术,为今后开展利用生物技术生产衣康酸的研究提供参考。 展开更多
关键词 衣康酸 生物合成 代谢工程
文章速递发酵法生产利普司他汀的研究进展 认领
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作者 李玲 于泳 胡永红 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期2251-2257,共7页
利普司他汀(lipstatin)是一种β-内酯分子,能选择性抑制胰脂肪酶的活性,从而减少小肠脂肪的吸收。分析表明,一个利普司他汀分子与一个脂肪酶分子结合,通过活性部位丝氨酸残基的酰化来抑制胰脂肪酶的催化活性。利普司他汀由毒三链霉菌(St... 利普司他汀(lipstatin)是一种β-内酯分子,能选择性抑制胰脂肪酶的活性,从而减少小肠脂肪的吸收。分析表明,一个利普司他汀分子与一个脂肪酶分子结合,通过活性部位丝氨酸残基的酰化来抑制胰脂肪酶的催化活性。利普司他汀由毒三链霉菌(Streptomyces toxytricini,简称S.toxytricini)生产的一种天然产物。本文综述了利普司他汀的结构特点,分析了利普司他汀市场应用现状,着重论述了发酵法生产利普司他汀的研究进展;提出生物合成利普司他汀的机制尚不清楚,但酰基辅酶A羧化酶(ACCase)复合物在利普司他汀生物合成中起着关键作用。最后,指出当前存在的问题并对代谢工程在利普司他汀产生菌发酵中的应用进行概述,对今后的研究趋势进行了展望。 展开更多
关键词 利普司他汀 发酵 代谢工程 毒三素链霉菌
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大宗化学品细胞工厂的构建与应用 认领
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作者 于勇 朱欣娜 张学礼 《合成生物学》 2020年第6期674-684,共11页
随着合成生物学技术的发展,越来越多的大宗化学品可通过微生物细胞工厂发酵生产,为摆脱石油资源依赖、节能减排提供了可能。本文首先介绍了细胞工厂构建所需的关键技术,包括基因组编辑技术、多基因同时调控技术、蛋白骨架技术、基因动... 随着合成生物学技术的发展,越来越多的大宗化学品可通过微生物细胞工厂发酵生产,为摆脱石油资源依赖、节能减排提供了可能。本文首先介绍了细胞工厂构建所需的关键技术,包括基因组编辑技术、多基因同时调控技术、蛋白骨架技术、基因动态调控技术、高通量筛选技术。随后结合丁二酸细胞工厂这一具体案例,从物质代谢、能量代谢及细胞生理代谢三方面阐述了如何解析微生物高效合成化学品的代谢调控机制,为高效细胞工厂创建奠定理论基础。并对近年来成功构建的大宗化学品细胞工厂作了举例介绍,包括L-丙氨酸、L-甲硫氨酸、丁二酸、D-乳酸、丙二酸、L-苹果酸、戊二酸、己二酸、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和异丁醇等。未来,进一步增加原料利用效率和拓宽产物范围是微生物细胞工厂的发展方向,但新酶设计与改造是限制代谢途径设计的主要瓶颈。相信随着研究的深入,微生物细胞工厂将在替代化学法生产大宗化学品方面有更广泛的应用。 展开更多
关键词 合成生物学 大宗化学品 细胞工厂 代谢工程 代谢调控 基因组编辑
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发酵过程中时空水平的动态调控策略研究进展 认领
10
作者 周胜虎 毛银 邓禹 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第21期277-283,共7页
微生物发酵是一个复杂的动态变化过程,细胞生长环境的不断变化增加了代谢调控的难度。此外,发酵系统是一个混合体系,同时存在着具有不同生产性能以及处于不同生长状态的细胞。因此,如何基于细胞内外环境变化动态调控代谢网络,实现所有... 微生物发酵是一个复杂的动态变化过程,细胞生长环境的不断变化增加了代谢调控的难度。此外,发酵系统是一个混合体系,同时存在着具有不同生产性能以及处于不同生长状态的细胞。因此,如何基于细胞内外环境变化动态调控代谢网络,实现所有细胞的最佳生长和产物合成状态,是目前发酵工程和代谢工程的研究重点。该文以影响细胞代谢流量变化因素的时空分布特性为基础,分别介绍了物理化学环境、胞内产物和胞外产物驱动的动态调控策略,为发酵过程的精准控制提供理论和技术参考。 展开更多
关键词 代谢工程 代谢流量 生物传感器 胞内产物 胞外产物
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生物法合成α-酮戊二酸及其衍生物的研究进展 认领
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作者 朱福周 董解荣 +1 位作者 陈宁 张成林 《中国酿造》 CAS 北大核心 2020年第3期1-6,共6页
α-酮戊二酸是三羧酸循环的中间代谢产物,参与氨基酸、维生素和有机酸的合成及能量代谢,具有广泛的应用前景。该研究从α-酮戊二酸及其衍生物的应用、生物合成途径及代谢调控、生物法合成策略等方面综述了生物法合成α-酮戊二酸及其衍... α-酮戊二酸是三羧酸循环的中间代谢产物,参与氨基酸、维生素和有机酸的合成及能量代谢,具有广泛的应用前景。该研究从α-酮戊二酸及其衍生物的应用、生物合成途径及代谢调控、生物法合成策略等方面综述了生物法合成α-酮戊二酸及其衍生物的研究进展,旨在为生物法合成α-酮戊二酸及其衍生物以及生产菌株的代谢工程研究提供参考。 展开更多
关键词 Α-酮戊二酸 α-酮戊二酸衍生物 代谢工程 代谢调控
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强化前体(UDP-GalNAc)合成路径提高果糖软骨素的生产 认领
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作者 张权 酉相成 +3 位作者 陈修来 刘佳 罗秋玲 刘立明 《食品与生物技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期71-80,共10页
硫酸软骨素是一种重要的糖胺聚糖,广泛应用于医药、食品、保健品行业。为了提高硫酸软骨素类似物果糖软骨素的生产,通过过量表达磷酸葡糖胺变位酶(GlmM)、葡萄糖胺合酶(GlmS),优化融合蛋白glmM-glmS的表达水平,获得了最优工程菌株E.coli... 硫酸软骨素是一种重要的糖胺聚糖,广泛应用于医药、食品、保健品行业。为了提高硫酸软骨素类似物果糖软骨素的生产,通过过量表达磷酸葡糖胺变位酶(GlmM)、葡萄糖胺合酶(GlmS),优化融合蛋白glmM-glmS的表达水平,获得了最优工程菌株E.coli K4-H-glmM-glmS,并确定了最适IPTG浓度(0.4 mmol/L)以及诱导温度(37℃)。最后,在5-L罐水平下,借助DO-stat补料模式,果糖软骨素的产量达到了3.99 g/L,较原始菌株提高了108.9%,为工业化生产果糖软骨素奠定了基础。 展开更多
关键词 大肠杆菌K4 代谢路径 果糖软骨素 代谢工程 发酵工程
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群体感应在动态代谢调控中的研究进展 认领
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作者 薛艳婷 吴胜波 +5 位作者 徐程杨 袁博鑫 杨书鹃 刘家亨 乔建军 朱宏吉 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期74-83,共10页
群体感应(quorum sensing,QS)是一种特殊的动态代谢调控机制,是细菌用于监控自身群体密度的环境信号感受系统。近年来,随着合成生物学的大力发展,基于稳定的菌群关系的人工合成菌群以及混菌共培养技术也取得了突破性的进展。群体感应系... 群体感应(quorum sensing,QS)是一种特殊的动态代谢调控机制,是细菌用于监控自身群体密度的环境信号感受系统。近年来,随着合成生物学的大力发展,基于稳定的菌群关系的人工合成菌群以及混菌共培养技术也取得了突破性的进展。群体感应系统因为可以实现细菌自主控制菌群关系的目的,而在菌群关系构建以及代谢工程中的研究和应用受到越来越多的关注。在对群体感应系统进行概述的基础上,对单菌基于群体感应的动态代谢调控进行了总结;同时也对群体感应的动态调控在革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌之间以及混菌共培养过程中的研究进展进行综述,以期能对群体感应系统的其他应用提供一些建议和帮助。 展开更多
关键词 代谢工程 动态代谢调控 群体感应 菌群关系 合成菌群
微生物代谢工程在花色苷生产过程中的应用现状和前景 认领 被引量:1
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作者 李跃 李国瑞 陈永胜 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第13期260-266,共7页
随着微生物代谢工程技术在合成生物学等领域的广泛应用,该技术已被用于提取多种植物天然产物。花色苷是一种水溶性天然色素,能使花和果实着色,已被广泛应用于食品和化妆品行业。目前,花色苷主要从植物材料中提取,但是提取的花色苷具有... 随着微生物代谢工程技术在合成生物学等领域的广泛应用,该技术已被用于提取多种植物天然产物。花色苷是一种水溶性天然色素,能使花和果实着色,已被广泛应用于食品和化妆品行业。目前,花色苷主要从植物材料中提取,但是提取的花色苷具有纯度低和性质不稳定等缺点,因此利用微生物代谢工程技术替代传统方法提取花色苷具有重要意义。本文阐述了工程菌合成花色苷的研究进展,对酶的选择、运输调节、尿嘧啶核苷-5’-二磷酸葡萄糖供应量的调控以及工艺优化等方面进行综述。对花色苷合成代谢途径的了解将为实现微生物生产花色苷的产业化提供重要信息。 展开更多
关键词 花色苷 微生物代谢 酶工程 代谢工程
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“新工科”背景下“代谢工程”课程建设的思考 认领 被引量:1
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作者 王璕 何进 +1 位作者 郝勃 何璟 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1061-1067,共7页
“代谢工程”是生物工程专业本科生与研究生的专业核心课程,无论是应对新兴产业的“智能制造”,还是针对传统发酵工业的升级改造,都能体现其“新工科”的特点。“代谢工程”更注重于培养学生综合运用专业知识来解决实践问题的能力,即合... “代谢工程”是生物工程专业本科生与研究生的专业核心课程,无论是应对新兴产业的“智能制造”,还是针对传统发酵工业的升级改造,都能体现其“新工科”的特点。“代谢工程”更注重于培养学生综合运用专业知识来解决实践问题的能力,即合理进行代谢途径与调控网络的设计,实现目的产物的“生物智造”。基于“代谢工程”综合性、时效性、应用性都很强的特点,我们通过明确课程定位、注重经典内容、紧跟学科发展、突出实际应用、强调师生互动等教学方式,不断优化教学体系和教学内容,提出了注重衔接、案例启发、前沿展示、归纳总结等多种教学思路,在教学过程中有效地激发了学生学习兴趣,增强了学生的学习效果,为高层次“新工科”创新人才培养奠定了基础。 展开更多
关键词 代谢工程 合成生物学 课程内容 课程建设 新工科
合成生物学在生物基塑料制造中的应用 认领
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作者 徐彦芹 杨锡智 +3 位作者 罗若诗 黄玉红 霍锋 王丹 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期4520-4531,共12页
合成生物学是以工程学思想为指导,对天然生物基因组进行改造和重构,合成新的生物元件,构建新的代谢途径,生产新产品或获得新表型的新兴学科。生物基塑料是以天然物质为原料在微生物作用或化学反应下生成的塑料。利用合成生物学改造工程... 合成生物学是以工程学思想为指导,对天然生物基因组进行改造和重构,合成新的生物元件,构建新的代谢途径,生产新产品或获得新表型的新兴学科。生物基塑料是以天然物质为原料在微生物作用或化学反应下生成的塑料。利用合成生物学改造工程菌株的方法制备合成生物基塑料已经成为学术界和产业界关注的热点。本文综述了合成生物学的发展和重要的合成生物学技术,重点综述了利用合成生物学技术构建聚羟基烷酸酯、尼龙、聚乳酸和丁二酸丁二醇酯等生物基塑料聚合物单体及其衍生物的代谢途径和工程优化领域的研究进展。 展开更多
关键词 合成生物学 生物基塑料 代谢工程 尼龙 工程菌株
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微生物细胞工厂的设计构建:从诱变育种到全基因组定制化创制 认领
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作者 袁姚梦 邢新会 张翀 《合成生物学》 2020年第6期656-673,共18页
微生物细胞工厂(microbial cell factories,MCFs)被广泛用于生产丰富多样的化学品、食品、药品和能源,是绿色生物制造的核心环节。早期主要通过天然微生物的筛选和诱变育种的方式获得高产菌种,然而作为一种“以时间(人力)换水平”的非... 微生物细胞工厂(microbial cell factories,MCFs)被广泛用于生产丰富多样的化学品、食品、药品和能源,是绿色生物制造的核心环节。早期主要通过天然微生物的筛选和诱变育种的方式获得高产菌种,然而作为一种“以时间(人力)换水平”的非理性策略,其创制效率极低。随着分子生物学和基因工程研究方法的不断发展,对微生物系统认知和改造能力的进步促使代谢工程学科诞生。基于生物学知识的理性/半理性代谢工程设计和构建策略,目前已发展了从分子、途径到基因组层次不同的MCFs设计和工程化构建策略。本文结合实际案例对MCFs的设计及构建策略进行综述,首先回顾传统诱变育种和代谢工程指导的理性/半理性设计策略,探讨如何突破代谢工程经典框架的限制,实现全基因组水平定制化MCFs的快速构建,最后对这一新的构建范式的未来进行展望。 展开更多
关键词 生物制造 微生物细胞工厂 代谢工程 基因型-表型关联 数据驱动
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生物合成3-羟基丙酸的代谢工程研究进展 认领
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作者 詹元龙 赵瑞英 +3 位作者 崔鸿亮 李华泰 宋志峰 刘长莉 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1101-1112,共12页
3-羟基丙酸(3-HP)作为一种重要的平台化合物,以此为底物能够合成多种具有商业潜质的生物制品。野生菌合成3-HP产量较低,严重限制3-HP的大规模应用与生产,通过改造合成代谢通路的相关基因,构建以廉价底物为碳源的工程菌株,实现降低生产... 3-羟基丙酸(3-HP)作为一种重要的平台化合物,以此为底物能够合成多种具有商业潜质的生物制品。野生菌合成3-HP产量较低,严重限制3-HP的大规模应用与生产,通过改造合成代谢通路的相关基因,构建以廉价底物为碳源的工程菌株,实现降低生产成本提高产量的目的。文中将对近年来国内外通过代谢工程合成3-羟基丙酸的研究进展进行概述,并对甘油途径、丙二酸单酰辅酶A途径、β-丙氨酸等途径合成3-HP的优缺点进行总结分析,对3-HP未来发展前景进行展望。 展开更多
关键词 3-羟基丙酸 代谢工程 甘油途径 丙二酸单酰辅酶A途径 β-丙氨酸途径
能量代谢工程促地衣芽胞杆菌DW2高效合成杆菌肽 认领
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作者 张清 朱杉 +9 位作者 崔乃香 张博闻 王志 陈晓斌 刘军 李俊辉 蔡冬波 杨之帆 陈守文 马昕 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1126-1137,共12页
杆菌肽是一种主要由芽胞杆菌产生的广谱性环肽类抗生素,目前广泛应用于兽药领域。能量代谢在微生物高效合成目的代谢产物中具有重要作用。文中以杆菌肽工业生产菌株地衣芽胞杆菌Bacillus licheniformis DW2为出发菌株,首先构建了呼吸链... 杆菌肽是一种主要由芽胞杆菌产生的广谱性环肽类抗生素,目前广泛应用于兽药领域。能量代谢在微生物高效合成目的代谢产物中具有重要作用。文中以杆菌肽工业生产菌株地衣芽胞杆菌Bacillus licheniformis DW2为出发菌株,首先构建了呼吸链分支途径细胞色素bd泛醇氧化酶基因cydB缺失菌株,发现cydB缺失后杆菌肽效价和胞内ATP浓度相比于对照菌株分别提高了10.97%和22.96%。接着,证实了强化表达另外一条呼吸链分支途径--细胞色素aa3氧化酶基因qoxA能够提高杆菌肽合成水平,其杆菌肽效价和胞内ATP浓度相比于对照菌株分别提高了18.27%和34.00%。强化ADP合成供给也是促进胞内ATP积累的有效策略,结果表明强化表达腺苷激酶DcK和腺苷酸激酶AdK均可以提高杆菌肽效价和胞内ATP浓度,其中强化表达DcK效果较好,其杆菌肽效价相比对照提高16.78%。最后,通过组合代谢工程育种,在基因cydB缺失菌DW2ΔcydB基础上整合表达了qoxA和dck,得到工程菌株DW2-CQD(DW2ΔcydB::qoxA::dck),发酵结果表明,DW2-CQD杆菌肽效价达到954.25 U/mL,相比于对照菌株提高了21.66%,单位菌体杆菌肽效价为2.11 U/CFU,相比对照提高了11.05%。此外,DW2-CQD胞内ATP浓度为39.54 nmol/L,相比于对照提高了49.32%。结果证实能量代谢工程是提高杆菌肽发酵水平的有效策略,提供了一株具有工业化应用前景的杆菌肽生产菌株。 展开更多
关键词 地衣芽胞杆菌 杆菌肽 ATP供给 代谢工程
基于重组氧化葡萄糖酸杆菌生物合成吡咯喹啉醌 认领
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作者 叶润乐 李沣 +3 位作者 丁凡 赵振辉 陈晟 袁建锋 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1138-1149,共12页
吡咯喹啉醌(Pyrroloquinoline quinone,PQQ)是一种重要的氧化还原酶辅基,具有多种生理生化功能,在食品、医药卫生及农业等领域具有广泛的应用。文中采用重组氧化葡萄糖酸杆菌生物合成吡咯喹啉醌。首先构建丙酮酸脱羧酶基因GOX1081敲除... 吡咯喹啉醌(Pyrroloquinoline quinone,PQQ)是一种重要的氧化还原酶辅基,具有多种生理生化功能,在食品、医药卫生及农业等领域具有广泛的应用。文中采用重组氧化葡萄糖酸杆菌生物合成吡咯喹啉醌。首先构建丙酮酸脱羧酶基因GOX1081敲除的重组菌G.oxydans T1,减少副产物乙酸的形成。然后利用筛选的内源性组成型启动子P0169融合表达pqqABCDE基因簇及tldD基因,构建重组菌G.oxydans T2。最后对发酵培养基添加物和发酵条件进行优化。结果显示重组菌G.oxydans T1、G.oxydans T2生物量较野生菌分别提高43.02%和38.76%,而PQQ的产量分别是野生菌的4.82倍和20.5倍。进一步优化G.oxydans T2碳源及培养条件,最终PQQ产量达(51.3241±0.8997)mg/L,是野生菌的345.62倍。通过基因工程手段,可以有效提高氧化葡萄糖酸杆菌的生物量和合成PQQ的产量,为改善PQQ生物合成效率奠定基础。 展开更多
关键词 氧化葡萄糖酸杆菌 吡咯喹啉醌 生物合成 代谢工程
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