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核心问题:研究颗粒装载率对三相流化床生物反应器中固定化重组酵母连续生产GM-CSF的影响,以及质粒稳定性与细胞密度之间的权衡。
关键发现:颗粒装载率从5%增至33%时,总细胞密度从16.17 g/L增至35.31 g/L,体积产率从0.36 mg/L·h增至1.31 mg/L·h,但携带质粒细胞比产率从0.55 mg/h·g降至0.07 mg/h·g
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发酵工程
Saccharomyces cerevisiaebioreactorfluidized bedmurine granulocyte-macrophage colony stimulating factor
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:在葡萄酒酿造中,苹果酸乳酸发酵(MLF)通常由乳酸菌进行,但乳酸菌在酒中生长不良常导致MLF延迟或失败。本研究旨在通过将乳酸乳球菌的苹果酸乳酸酶基因(mleS)异源表达于酿酒酵母和粟酒裂殖酵母中,实现由单一酵母同时完成酒精发酵和苹果酸乳酸发酵,并评估两种重组酵母降解L-苹果酸的能力及其限速因素。
关键发现:['酿酒酵母V5/pM1菌株的苹果酸乳酸酶比活力为18 μmol L-乳酸/min/mg蛋白,是乳酸乳球菌IL1441(6 μmol/min/mg)的3倍', '在200 g/L葡萄糖、pH 3.5、含3 g/L外源L-苹果酸的模拟葡萄酒条件下,酿酒酵母V5/pM1产生约3 g/L L-乳酸
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代谢工程
Lactococcus lactisNMRSaccharomyces cerevisiaeSchizosaccharomyces pombeheterologous expressionmalolactic enzyme
Saccharomyces cerevis...
Schizosaccharomyces p...
核心问题:研究酵母中Tps1依赖性控制对糖酵解中葡萄糖流入的限制机制,以及过量表达己糖激酶PII是否会模拟tps1缺失造成的代谢失调。
关键发现:与野生型相比,含YEp-HXK2的菌株己糖激酶活性(以葡萄糖为底物)由201 mU/mg升至4250 mU/mg(约20倍),含YEp-PGK/HXK2的菌株升至13230 mU/mg(约50倍)
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代谢工程
Tps1发酵己糖激酶PII糖酵解
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:研究影响酿酒酵母甘油产量的因素,特别是降低丙酮酸脱羧酶(PDC)活性和增加NAD依赖性甘油-3-磷酸脱氢酶(GPD)活性对甘油生产的影响。
关键发现:pdc突变体(19%残存PDC活性)甘油产量为野生型的4.7倍(6.8 mmol/L升至31.7 mmol/L);GPD1过表达(20倍GPD活性)为6.5倍(44.1 mmol/L);组合菌株为8.1倍(54.9 mmol/L)。特定甘油形成速率:pdc突变体为野生型2倍(1.5 vs
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代谢工程
Saccharomyces cerevisiaeglycerol productionglycerol-3-phosphate dehydrogenasepyruvate decarboxylase
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:传统淀粉转化为乙醇需要两步糖化和发酵,混合培养体系乙醇产量低且淀粉被糖化菌消耗;外源质粒在长期培养中易丢失。
关键发现:重组酵母SR93在50 g/L初始淀粉下最大乙醇浓度14.3 g/L,约为传统混合培养(A. awamori + S. cerevisiae)的1.5倍,约60%淀粉转化为乙醇,最高乙醇得率0.48
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代谢工程
ethanol productionfed-batch cultureglucoamylase activityrecombinant yeaststarch fermentation
Saccharomyces cerevis...
Aspergillus awamori
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:使用YIp356/YEp356R系列经典酵母载体进行启动子表征时,ARG2启动子表现出强烈的碳源调控,需确定该调控是否真实以及其分子机制。
关键发现:在非葡萄糖碳源上,ARG2启动子驱动的lacZ表达比葡萄糖培养高5-10倍(半乳糖)至40倍(乙醇)
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代谢工程
YEp356glucose repressionlacZ fusion reporter plasmid
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:开发一种间接优化方法,将非线性生化系统(如米氏方程或GMA模型)的优化问题转化为S-系统的线性规划问题,并应用于酿酒酵母中乙醇、甘油和碳水化合物生产效率的最大化
关键发现:以乙醇生产最大化为目标,S-系统优化使乙醇速率提高3.2倍,需调控6种酶(X6,X7,X8,X9,X10,X13),GMA和MM模型分别提高3.14倍和3.48倍
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代谢工程
OptimizationS-system representationSaccharomyces cerevisiaecarbohydratesethanolglycerol
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:使工业酿酒酵母菌株能够利用蜜二糖(melibiose),并减轻葡萄糖阻遏对半乳糖代谢的影响,以提高工业过程中糖的利用效率。
关键发现:所有菌株在葡萄糖上的最大比摄取速率比半乳糖高2.5-3.3倍
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代谢工程
GAL80MEL1MIG1S. cerevisiaegalactoseglucose repression
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:同时过表达糖酵解下半部分多个酶是否能够提高酿酒酵母的糖酵解通量和发酵能力
关键发现:在葡萄糖生长时,重组菌株YHM4和YHM7中糖酵解酶活性比宿主菌CEN.PK.K45高1.1-3.4倍,其中磷酸甘油酸变位酶活性升高最多(3.4倍),丙酮酸脱羧酶活性升高最少(1.1倍)
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代谢工程
Saccharomyces cerevisiaefermentative capacityglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenaseglycolytic fluxlower glycolysisphosphoglycerate kinase
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:奶酪乳清中乳糖利用率低,尤其是含盐乳清(可达6% NaCl)中缺乏能同时发酵乳糖和耐盐的酵母菌株,导致乳清废弃物造成环境污染。
关键发现:获得57个融合子,其中18个DNA含量高于亲本;SK-35的DNA含量为亲本K. lactis的1.87倍,SK-53为亲本S. cerevisiae的2.23倍;SK-1核直径0.00140 mm,显著高于亲本(K. lactis
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代谢工程
乙醇乳清乳糖乳酸克鲁维酵母原生质体融合酿酒酵母
Saccharomyces cerevis...
Kluyveromyces lactis ...
Kluyveromyces lactis ...
核心问题:芳香族氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸)及其衍生化合物的生物合成途径和调控机制
关键发现:在Aerobacter aerogenes中,L-苯丙氨酸(5×10^-3 M)对分支酸变位酶P同工酶抑制65%,对T同工酶抑制4%
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代谢工程
反馈抑制同工酶芳香族氨基酸生物合成莽草酸途径调控阻遏
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
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
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代谢工程
22α-hydroxylationArabidopsis thalianaCYP716Acombinatorial biosynthesiscytochrome P450 monooxygenasetriterpenoids
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:植物来源二萜类化合物结构复杂、天然丰度低,难以工业化利用,而化学合成路线效率低且难以控制立体化学,亟需开发能够立体选择性合成结构多样二萜类化合物的生物合成方法。
关键发现:构建了51个类I和类II二萜合酶功能组合,其中41个为“新-自然”组合
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合成生物学
biocatalysisbiosynthesiscombinatorial biosynthesiscyclizationsterpenes
Nicotiana benthamiana...
Nicotiana benthamiana...
Nicotiana benthamiana...
核心问题:评估真菌meroterpenoid环化酶的底物混杂性,以扩展真菌meroterpenoid的化学空间,并阐明其催化机制。
关键发现:通过化学酶法获得了12种非天然meroterpenoid,其中8种为新化合物
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合成生物学
chemoenzymatic synthesiscombinatorial biosynthesiscrystalline-sponge X-ray diffractionmeroterpenoid cyclasemeroterpenoids
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:以酿酒酵母为模式菌株,解析脂质代谢与萜类生物合成的调控机制,并探索通过代谢工程手段提高萜类化合物产量的策略
关键发现:文章报道了具体产量数据:青蒿酸产量达100 mg/L
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代谢工程
Saccharomyces cerevisiaebiosynthesislipidsmetabolismterpenoids
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:如何通过扩展微生物的代谢途径(脂肪酸、异戊二烯和醇途径)来提高生物燃料的微生物生产效率,以解决传统化石燃料的替代问题。
关键发现:通过将atfA、adhE和pdc基因导入大肠杆菌,脂肪酸乙酯产量可达1.28 g/L(占细胞干重25.4%)
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代谢工程
Alcohol-derived pathwayBiofuelsFatty acid-derived pathwayIsoprenoid-derived pathwayMicrobial production
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
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
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代谢工程
FlavonoidsMetabolic engineeringPhenylpropanoid metabolismStilbenoids
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:如何利用重组微生物或植物经济地生产具有药用价值的生物碱类次级代谢产物
关键发现:过表达Coptis japonica的60MT和4'OMT使Eschscholzia californica生物碱含量提高7.5倍
等 6 条
代谢工程
AlkaloidsBiosynthesisIn-vitro productionMetabolic engineeringTerpenoids
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:探讨如何利用合成生物学的新工具(如RNA调控器件、启动子工程、非天然氨基酸等)拓展酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)代谢工程的能力。
关键发现:酿酒酵母中删除GDH1使cubebol产量提高85%,但比生长速率下降,过表达GDH2可恢复
等 6 条
代谢工程与合成生物学
Industrial biotechnologyMetabolic engineeringSaccharomyces cerevisiaeSynthetic biologyYeast
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:omega-3脂肪酸、青蒿素和紫杉醇等临床重要分子天然来源稀缺、化学合成昂贵且不可持续,需要利用代谢工程在微生物和植物中实现经济、可持续的生产。
关键发现:解脂耶氏酵母Y2097菌株油脂中EPA含量达40%
等 8 条
代谢工程
ArtemisininMetabolic EngineeringOmega-3Taxol
Yarrowia lipolytica
Yarrowia lipolytica
Yarrowia lipolytica