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Novel triterpene oxidizing activity of Arabidopsis thaliana CYP716A subfamily enzymes

FEBS Letters · 2016 · 10.1002/1873-3468.12074 · 含路线图 · 有原文

核心问题:解析拟南芥CYP716A亚家族酶CYP716A1和CYP716A2对三萜骨架的氧化功能,并发现新颖的催化活性,为三萜类化合物的组合生物合成提供新酶。

关键发现:CYP716A1和CYP716A2均能催化α-amyrin、β-amyrin和lupeol的C-28羟基化,分别生成uvaol、erythrodiol和betulin 等 2 条

代谢工程 22α-hydroxylationArabidopsis thalianaCYP716Acombinatorial biosynthesiscytochrome P450 monooxygenasetriterpenoids Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae

Biotechnology of flavonoids and other phenylpropanoid-derived natural products. Part II: Reconstruction of multienzyme pathways in plants and microbes

Biotechnology Journal · 2007 · 10.1002/biot.200700184 · 含路线图 · 有原文

核心问题:如何在植物和微生物中重建类黄酮和芪类化合物的多酶合成途径,以提高这些具有健康益处的天然产物的产量。

关键发现:在大肠杆菌中,利用4CL和RS可将p-香豆酸转化为白藜芦醇,产量约100 μg/mL培养液 等 4 条

代谢工程 FlavonoidsMetabolic engineeringPhenylpropanoid metabolismStilbenoids Escherichia coli Escherichia coli Escherichia coli

Natural products - modifying metabolite pathways in plants

Biotechnology Journal · 2013 · 10.1002/biot.201300224 · 含路线图 · 有原文

核心问题:植物天然产物(萜类、苯丙烷类和生物碱)生物合成途径复杂、产量低,如何通过代谢工程手段提高目标化合物在植物或异源宿主中的积累水平,并实现途径的理性设计与改造。

关键发现:['异戊二烯类化合物约有40000种,生物碱已知结构超过21000种。', '在番茄中表达香叶醇合酶(GES)导致果实番茄红素水平下降约50%,果实无法呈现天然红色。', '在黄花蒿中过表达转录因子AaORA使青蒿素积累量增加约50%,双氢青蒿酸(DHAA)含量提高35%。', '将青蒿素生物... 等 4 条

代谢工程 AlkaloidsIsoprenoidsMetabolic engineeringPhenylpropanoidsPlant natural products 大肠杆菌 (Escherichia coli) 酿酒酵母 (Saccharomyces c... 本氏烟 (Nicotiana bentha...

Metabolic Engineering of Isoprenoid Biosynthesis in Arabidopsis for the Production of Taxadiene, the First Committed Precursor of Taxol

Biotechnology and Bioengineering · 2004 · 10.1002/bit.20237 · 含路线图 · 有原文

核心问题:紫杉醇(Taxol)天然来源有限,难以从红豆杉中大量获取,需开发异源生产体系。本文旨在将紫杉醇生物合成途径的第一步——由GGPP环化生成taxadiene——引入模式植物拟南芥,为后续生产紫杉醇前体奠定基础。

关键发现:克隆了T. baccata TXS cDNA(2589 bp,编码862个残基,98 kDa),截短预测质体转运肽并加C端His标签后在大肠杆菌中有活性,可催化GGPP生成taxadiene。在拟南芥中组成型表达全长His标记TXS,7个转基因系中6个检测到约80 kDa蛋白,其中C2和C3系... 等 5 条

代谢工程 Arabidopsisgeranylgeranyl diphosphateglucocorticoidisoprenoidspaclitaxeltaxadiene Arabidopsis thaliana Escherichia coli Taxus baccata

Natural and engineered production of taxadiene with taxadiene synthase

Biotechnology and Bioengineering · 2017 · 10.1002/bit.25468 · 含路线图 · 有原文

核心问题:紫杉醇(Paclitaxel)作为一种重要抗癌药物,其天然来源产量极低、化学合成步骤多且成本高。关键前体taxadiene的合成由限速酶taxadiene synthase(TXS)催化,如何提高TXS活性并实现taxadiene在异源宿主中的高效生产是核心问题。

关键发现:['TXS的催化活性(kcat/KM = 3.5×10^3 s^-1 M^-1)比其他植物萜类环化酶低约两个数量级,kcat仅为0.0106 s^-1,表明其是紫杉醇生物合成的限速步骤', '在大肠杆菌中通过多元模块化方法,taxadiene产量最高可达1 g/L培养物', '在大肠杆菌K株中...

代谢工程 / 合成生物学 FungusMetabolic engineeringMetabolic regulationProtein engineeringTaxadiene synthaseTaxus Escherichia coli Escherichia coli Saccharomyces cerevisiae

Genetic engineering of plant volatile terpenoids: effects on a herbivore, a predator and a parasitoid

Pest Management Science · 2012 · 10.1002/ps.3391 · 含路线图 · 有原文

核心问题:通过基因工程改造植物挥发性萜类化合物释放,增强天敌对害虫的防控效果,并研究其对植食性昆虫(甘蓝蚜)及其天敌(寄生蜂和捕食者)行为的影响。

关键发现:转基因FaNES1表达植株释放(E)-nerolidol(野生型不释放),并显著增加(E)-DMNT和linalool释放 等 6 条

代谢工程 基因工程天敌拟南芥甘蓝蚜萜类转基因植物 Arabidopsis thaliana ... Arabidopsis thaliana ... Arabidopsis thaliana ...

The triterpene cyclase protein family: A systematic analysis

Proteins · 2012 · 10.1002/prot.24089 · 含路线图 · 有原文

核心问题:三萜环化酶中SHC和OSC序列相似性低,但结构相似,缺乏统一的家族分类和功能注释,难以系统地进行蛋白质工程改造

关键发现:TTCED数据库包含639个非冗余三萜环化酶序列,分为SHC超家族(325个)和OSC超家族(314个),共20个同源家族 等 10 条

合成生物学 oxidosqualene cyclasesprotein engineeringprotein family databasesequence-structure-function relationshipsqualene-hopene cyclases Alicyclobacillus acid... Homo sapiens Saccharomyces cerevisiae

Isoprenoid Biosynthesis via a Mevalonate-Independent Pathway in Plants: Cloning and Heterologous Expression of 1-Deoxy-D-xylulose-5-phosphate Reductoisomerase from Peppermint

Archives of Biochemistry and Biophysics · 1999 · 10.1006/abbi.1999.1168 · 含路线图 · 有原文

核心问题:植物中异戊烯基焦磷酸生物合成存在不依赖甲羟戊酸的全新途径,该途径中第二步关键酶1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(DXR)在植物中的基因尚未被克隆。

关键发现:薄荷DXR cDNA开放阅读框长1425 bp,编码475个氨基酸,前73个氨基酸为质体靶向序列,去除后成熟酶约43.5 kDa 等 3 条

代谢工程 1-Deoxy-D-xylulose-5-phosphate2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphateMentha × piperitaisoprenoid biosynthesispeppermintreductoisomerase Escherichia coli Escherichia coli Mentha × piperita

Biosynthesis and Biological Functions of Terpenoids in Plants

Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology · 2014 · 10.1007/10_2014_295 · 含路线图 · 有原文

核心问题:综述植物萜类化合物的核心生物合成途径(MVA和MEP)、调控网络及功能多样化机制,以支持高价值萜类产品的代谢工程与可持续应用。

关键发现:['植物至少产生 40,000 种萜类化合物,是化学结构最多样的天然产物类别。', '质体中 HDR(IspH)将 HMBPP 转化为 IPP 和 DMAPP,二者比例约为 5:1 至 6:1。', '在烟草质体共表达 FPP 合酶与倍半萜合酶,使倍半萜产量提高约 1000 倍。', '通过 ... 等 2 条

代谢工程 MEP途径MVA途径异戊烯基转移酶挥发性物质植物防御萜烯合酶 拟南芥 (Arabidopsis thal... 芥菜 (Brassica juncea) 拟南芥 (Arabidopsis thal...

Metabolic Engineering of Higher Plants and Algae for Isoprenoid Production

· 2014 · 10.1007/10_2014_290 · 含路线图 · 有原文

核心问题:如何有效地在高等植物和藻类中重构异戊二烯生物合成途径,以获得高产量目标代谢物,同时克服内源调控机制的制约。

关键发现:金色大米中β-胡萝卜素最高达1.6 μg/g胚乳 等 9 条

代谢工程 AlgaeBiotechnologyCarbon neutralGenetic engineeringGenetically modified organismsIsoprenoids 烟草 (Nicotiana tabacum) 烟草 (Nicotiana tabacum) 烟草 (Nicotiana tabacum)

Microalgae as a Source of Lutein: Chemistry, Biosynthesis, and Carotenogenesis

· 2015 · 10.1007/10_2015_331 · 含路线图 · 有原文

核心问题:微藻作为叶黄素来源的化学、生物合成和类胡萝卜素生成调控,以及提高叶黄素产量所面临的挑战

关键发现:全球叶黄素市场预计2018年达3.09亿美元,年复合增长率3.6%;微藻叶黄素含量:C. protothecoides 等 5 条

代谢工程 BiosynthesisCarotenogenesisHealth effectsMass cultivation Chlorella protothecoides Dunaliella salina Haematococcus pluvialis

Metabolomic Profiling of Natural VolatilesHeadspace Trapping: GC-MS

· 10.1007/978-1-59745-244-1_3 · 含路线图 · 有原文

核心问题:植物挥发性代谢物组成复杂且含量低,需要灵敏、可靠、可重复的采集与定量分析方法以用于代谢组学比较。

关键发现:番茄样品制备:0.5 g冷冻粉末在37°C孵育10 min,加入0.5 mL NaOH/EDTA(100 mM EDTA,pH7.5)和1.1 g CaCl2,超声5 min 等 6 条

代谢组学 GC-MSHeadspace trappingnatural volatiles 番茄(Solanum lycopersic... 拟南芥(Arabidopsis thali...

Progress in cellular engineering of plants: biochemical and genetic assessment of selectable markers from cultured cells

· 1984 · 10.1007/BF00017783 · 含路线图 · 有原文

核心问题:缺乏稳定且充分鉴定的选择标记以及高效的异源基因导入技术,限制了高等植物基因工程与细胞工程的发展。

关键发现:AEC抗性突变体赖氨酸超产10-20倍,AEC抗性提高25-50倍,突变频率2×10^-7 等 8 条

植物细胞工程 alien gene introgressionbiochemical and genetic analysisegg transformationirradiationprotoplast fusionselectable markers Nicotiana sylvestris Nicotiana sylvestris Daucus carota

Modern Breeding and Biotechnological Approaches to Enhance Carotenoid Accumulation in Seeds

· 2017 · 10.1007/978-3-319-39126-7_13 · 含路线图 · 有原文

核心问题:如何通过现代育种和生物技术手段提高作物种子中类胡萝卜素(特别是β-胡萝卜素、玉米黄质、虾青素)的积累,以改善人类营养健康。

关键发现:黄金大米2通过玉米PSY和CRTI使β-胡萝卜素提高23倍 等 13 条

代谢工程 Brassica napusCarotenoids in SeedsCrop fortificationGolden riceMetabolic engineering Oryza sativa Oryza sativa Oryza sativa

Cloning of an Arabidopsis thaliana cDNA coding for farnesyl diphosphate synthase by functional complementation in yeast

Plant Molecular Biology · 1994 · 10.1007/BF00019499 · 含路线图 · 有原文

核心问题:从拟南芥中克隆编码法尼基二磷酸合酶的cDNA,并验证其功能,以理解植物类异戊二烯生物合成及底物区室化。

关键发现:cDNA全长约1.22 kb(插入片段1314 bp),编码343个氨基酸,推算分子量39689 Da 等 2 条

代谢工程 Arabidopsis thalianaSaccharomyces cerevisiaecDNAcomplementationerg20-2 yeast mutantfarnesyl diphosphate synthase 酿酒酵母 Saccharomyces ce... 酿酒酵母 Saccharomyces ce... 拟南芥 Arabidopsis thali...

Prospects for the Bioengineering of Isoprenoid Biosynthesis

· 1997 · 10.1007/BFb0102064 · 含路线图 · 有原文

核心问题:如何通过生物工程手段改造植物精油中异戊二烯类次生代谢产物的合成,提高产量或改变组成。

关键发现:异戊二烯类化合物是自然界最大的天然产物家族,超过22,000种。单萜环化酶催化数较低,为0.01–0.3 s^-1 等 3 条

代谢工程 单萜环化酶异戊二烯生物合成生物工程甲羟戊酸途径精油 植物(马铃薯等) 植物 葡萄 (Vitis vinifera) 等

Diversity, regulation, and genetic manipulation of plant mono- and sesquiterpenoid biosynthesis

Cellular and Molecular Life Sciences · 2009 · 10.1007/s00018-009-0066-7 · 含路线图 · 有原文

核心问题:植物单萜和倍半萜类化合物生物合成的多样性、调控机制及遗传改造策略

关键发现:大冷杉δ-蛇床烯合酶和γ-蛇麻烯合酶分别产生34和52种不同倍半萜 等 5 条

代谢工程 Genetic manipulationPlant terpenoid biosynthesisRegulationStructural diversityTransgenic plants 玉米 (Zea mays) 大冷杉 (Abies grandis) 拟南芥 (Arabidopsis thal...

The microbial biosynthesis of noncanonical terpenoids

Applied Microbiology and Biotechnology · 2024 · 10.1007/s00253-024-13048-y · 含路线图 · 有原文

核心问题:非经典萜类(碳骨架不符合五碳单元规律)的微生物生物合成途径尚不清楚,需要系统总结其生物合成机制与相关酶系,以指导新化合物的发现与异源生产。

关键发现:IPPMT(来自Streptomyces monomycini)以IPP为底物可合成C6和C7异戊烯基焦磷酸,主要产物为(E)-4-甲基-IPP,次要产物包括(Z)-4-甲基-IPP、4-甲基-DMAPP及C7化合物4,4-二甲基-IPP和4,4-二甲基-DMAPP 等 10 条

合成生物学 BiosynthesisCarbon skeletonFive carbon unitsNoncanonical terpenoidsTerpenoids Streptomyces monomycini Rhodococcus fascians Streptomyces coelicolor

Genetic engineering and sustainable production of ornamentals: current status and future directions

Plant Cell Reports · 2012 · 10.1007/s00299-012-1265-5 · 含路线图 · 有原文

核心问题:观赏植物生产高度依赖化学生长调节剂(如矮壮素、丁酰肼、多效唑)和乙烯抑制剂,这些化学品对环境和人体健康有害且在欧盟等地区逐步被禁用;同时观赏植物育种需要紧凑株型、延长瓶插寿命等性状,传统育种因多倍体、高染色体数和不亲和性等而困难。因此需要开发遗传工程等可持续替代策略。

关键发现:全球观赏植物产值约500亿欧元,消费量1000-1500亿欧元 等 11 条

代谢工程 BiotechnologyCompactnessEthyleneGrowth regulatorMolecular breedingTransformation Phaseolus coccineus (... Kalanchoe blossfeldiana Kalanchoe x houghtoni...

A maize stress-responsive NAC transcription factor, ZmSNAC1, confers enhanced tolerance to dehydration in transgenic Arabidopsis

Plant Cell Reports · 2012 · 10.1007/s00299-012-1284-2 · 含路线图 · 有原文

核心问题:解析玉米逆境胁迫应答NAC转录因子ZmSNAC1的功能,探讨其在提高植物耐脱水性方面的应用潜力。

关键发现:ZmSNAC1与水稻SNAC1蛋白序列一致性为81.1%,编码区939 bp,编码312个氨基酸,含2个外显子和1个内含子 等 8 条

植物分子生物学与基因工程 Abiotic stressMaizeNACStress toleranceTransgenic plant 玉米(Zea mays) 拟南芥(Arabidopsis thali... 酵母(Saccharomyces cere...