Determination of metabolic rate-limitations by precursor feeding in Catharanthus roseus hairy root cultures
核心问题:确定长春花毛状根培养中吲哚生物碱生物合成的代谢限速步骤,即萜类前体和色氨酸前体哪一条分支限制代谢通量。
关键发现:21天时饲喂香叶醇、10-羟基香叶醇和马钱素均使tabersonine比产量增加超过50%(P<0.05) 等 4 条
核心问题:确定长春花毛状根培养中吲哚生物碱生物合成的代谢限速步骤,即萜类前体和色氨酸前体哪一条分支限制代谢通量。
关键发现:21天时饲喂香叶醇、10-羟基香叶醇和马钱素均使tabersonine比产量增加超过50%(P<0.05) 等 4 条
核心问题:在色氨酸脱羧酶(TDC)过表达的转基因长春花(Catharanthus roseus)细胞系T22中,通过前体饲喂研究萜类吲哚生物碱(TIA)生物合成的限速步骤,以解释为何该细胞系基础TIA产量低,并探索提高其产量的策略。
关键发现:对照培养TIA积累<10 μmol/l 等 10 条
核心问题:如何利用植物细胞、器官培养和植物酶系统作为生物催化剂,实现化学合成难以完成的复杂化合物(如芳香族、类固醇、生物碱、香豆素、萜类等)的区域选择性、立体选择性和对映选择性转化,并提高转化效率和产物收率。
关键发现:Linum album细胞培养中木脂素最高产量黑暗下为干重的0.2%、光照下为0.5% 等 7 条
核心问题:植物细胞色素P450在药物生物合成、植物保护、除草剂耐受和植物修复中的功能及其生物技术应用潜力。
关键发现:植物P450数据库包含1052条序列 等 4 条
核心问题:揭示萜类生物合成的新途径(脱氧木酮糖磷酸途径)及其与甲羟戊酸途径的关系,阐明其在植物和微生物中的分布与进化。
关键发现:发现脱氧木酮糖磷酸(DXP)途径,由甘油醛-3-磷酸和丙酮酸经硫胺素焦磷酸依赖的缩合生成1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸,该酶在大肠杆菌中为65 kDa,在薄荷中为71 kDa。 等 5 条
核心问题:组合生物合成中酶元件重组缺乏通用规则、底物特异性窄、缺乏通用异源表达宿主等技术瓶颈
关键发现:通过14个合成模块组装了154个双模块组合,约一半(约77个)产生预期的三酮内酯产物 等 6 条
核心问题:如何通过组合生物合成与化学衍生策略,生成更多样化的单萜吲哚生物碱类似物,以改善或发现新的药用性质。
关键发现:在TDC沉默毛状根中饲喂0.6 mM 7-氯色胺或7-溴色胺,获得12-氯/溴-19,20-二氢akuammicine 等 5 条
核心问题:如何从遗传上难以操作的植物物种长春花(Catharanthus roseus)中分离调控复杂次生代谢途径(萜类吲哚生物碱,TIA)生物合成基因的调控因子
关键发现:在0.2 mM 4-甲基色氨酸(4-mT)下,Tdc过表达细胞生长正常而对照严重受抑 等 4 条
核心问题:阐明长春花中G-box结合因子CrGBF1和CrGBF2对苦苷合成酶(Str)基因表达的调控作用,以及它们是否通过直接结合Str启动子中的G-box元件发挥功能。
关键发现:Crgbf1和Crgbf2 cDNA全长分别为1875 bp和1904 bp,编码426个氨基酸(45 kDa)和394个氨基酸(41.7 kDa)的bZIP蛋白 等 5 条
核心问题:环烯醚萜类化合物(iridoids)生物合成中关键的环化步骤由何种酶催化尚属未知,该酶催化10-氧代香叶醛生成环烯醚萜双环骨架,而所有已知萜烯环化酶均以香叶基二磷酸为底物并通过阳离子中间体进行,因此极可能存在一种全新的环化机制。
关键发现:鉴定出iridoid synthase,其以10-氧代香叶醛为底物,在NADH或NADPH存在下生成cis-trans-nepetalactol 等 4 条
核心问题:植物细胞培养生产萜类化合物时产量低、变异大,且许多次级代谢物途径尚未完全阐明,导致大规模商业化供应困难。
关键发现:已发现超过40,000种萜类化合物 等 10 条
核心问题:裂环环烯醚萜(seco-iridoid)生物合成途径的最后四个酶未知,导致长春花中单萜吲哚生物碱(如长春碱和长春新碱)的可持续生物技术生产受阻。
关键发现:鉴定了4个缺失酶:8-HGO以NAD+为辅因子,将8-羟基香叶醇氧化为8-氧代香叶醛 等 4 条
核心问题:解析细胞壁转化酶(CWIN)在非生物胁迫下对长春花(Catharanthus roseus)中萜类吲哚生物碱(TIA)等特殊代谢物合成的调控作用,寻找提高抗癌TIA含量的代谢工程靶点。
关键发现:长春花基因组中存在3个CWIN亚型(CrCWIN1/2/3),其中CrCWIN2是唯一包含完整NDPNG催化位点的功能性转化酶,CDS长1725 bp,编码574个氨基酸(65.0 kDa),在根中相对表达量最高(11.18)。蔗糖处理显著上调CrCWIN2及TIA基因(G10H、SLS、TD... 等 3 条
核心问题:水杨酸对长春花中抗癌生物碱长春碱和长春新碱合成的影响机制尚不明确,缺乏转录组层面的系统研究
关键发现:经CD-Hit聚类后共获得74,301条转录本,总组装碱基109,874,530 bp,平均长度1479 bp,N50为2201 bp 等 2 条
核心问题:长春花毛状根培养中抗癌类萜类吲哚生物碱(阿吗碱、长春质碱、长春新碱、长春碱)产量低,难以满足药用需求,需要寻找有效的诱导和前体添加策略以提高目标化合物积累。
关键发现:10 μM MeJA处理效果最佳:阿吗碱2.789 mg/g DW、长春质碱2.420 mg/g DW、长春新碱34.54 μg/g DW、长春碱260 μg/g DW,对照分别为0.697 mg/g DW、0.486 mg/g DW、34.54 μg/g DW、66.53 μg/g DW。酵... 等 4 条
核心问题:长春花单萜吲哚生物碱(MIA)生物合成中,secologanin从细胞质转运至液泡的分子机制尚不清楚,需要鉴定和表征负责该步骤的转运蛋白。
关键发现:在Little Delicata(LD)和Pacifica White(PW)两个品种中,VIGS沉默CrMATE1分别使转录水平降低73%和80% 等 7 条
核心问题:真菌内生菌促进长春花次生代谢产物(文多灵)积累的分子机制尚不清楚,需要揭示其如何影响萜类吲哚生物碱(TIA)生物合成途径。
关键发现:CATDLF5和CATDLF6分别使长春花叶片中文多灵含量提高403%和229%(相对于无内生菌对照) 等 6 条
核心问题:系统总结1998-2000年间C5-C25萜类化合物生物合成的研究进展,重点梳理甲羟戊酸(MVA)途径与甲羟戊酸非依赖(脱氧木酮糖磷酸/DXP/MEP)途径的酶学机制、编码基因及其在单萜、倍半萜、二萜和二倍半萜生物合成中的应用。
关键发现:['HMG-CoA合酶Glu-95突变为Ala使催化活性降低超过5个数量级,且不影响乙酰-S-酶中间体形成或末端水解,但C-C键形成缺陷 等 13 条
核心问题:如何利用植物组合生物合成方法产生新型天然产物类似物以支持药物发现
关键发现:在Arabidopsis thaliana基因组中,约20%(5506/27416)的基因预测编码酶催化反应 等 10 条
核心问题:利用植物代谢组学技术加速天然产物生物合成相关基因和酶的发现与功能鉴定,并解决代谢物结构注释的技术瓶颈。
关键发现:在拟南芥中通过LC-MS检测到54种黄酮类分子(35种黄酮、11种花青素、8种原花青素) 等 6 条