Ethanol production from cellulosic materials using cellulose-expressing yeast
核心问题:酿酒酵母不能直接利用纤维素生产乙醇,需要外加纤维素酶进行糖化,导致成本高且工艺复杂。
关键发现:共表达EG和CBH使纤维素降解能力提高3-5倍 等 5 条
核心问题:酿酒酵母不能直接利用纤维素生产乙醇,需要外加纤维素酶进行糖化,导致成本高且工艺复杂。
关键发现:共表达EG和CBH使纤维素降解能力提高3-5倍 等 5 条
核心问题:评估工程化酿酒酵母DA24-16(可同时利用纤维二糖和木糖)在同步糖化发酵(SSF)中取代外源β-葡萄糖苷酶的能力,并比较SSF与分步水解发酵(SHF)的工艺性能。
关键发现:DA24-16菌株在SSF中140 h仅实现10%纤维素转化(有木糖时25%),而非CDT菌株补充β-葡萄糖苷酶在90 h达到近100%转化 等 5 条
核心问题:评估四种微生物宿主(Escherichia coli、Saccharomyces cerevisiae、Pichia pastoris和Yarrowia lipolytica)作为全细胞催化剂表达人细胞色素P450 2D6(CYP2D6)及其还原酶(CPR)的性能,以确定最适合生产药物代谢物的系统。
关键发现:P. pastoris菌株5x2D6/1xCPR表达CYP2D6达660 pmol/mg总膜蛋白,为微生物系统最高 等 5 条
核心问题:如何通过代谢工程改造酿酒酵母,实现异戊二烯类化合物(从香料、药物到先进生物燃料)的高效生产,以克服植物提取和化学合成的局限性。
关键发现:植物提取效率低(青蒿素仅占黄花蒿干重0.44%) 等 11 条
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
核心问题:植物次生代谢产物在植物中含量低、提取困难,难以满足市场需求,需要在微生物宿主中重构其生物合成途径。
关键发现:青蒿酸在酵母中最高产量达25 g/L(Paddon 2013);紫杉二烯在大肠杆菌中产量达1 g/L,taxadiene-5α-ol达58 mg/L(Ajikumar 2010);strictosidine在酵母中产量达0.5 mg/L(Brown 2015)。(S)-retculine在大肠... 等 6 条
核心问题:膜锚定细胞色素P450酶(CYPs)在工业应用中需要足够的细胞色素P450还原酶(CPR)活性来再生催化能力,而CPR不稳定是许多应用的瓶颈。
关键发现:在W303背景中,ICE2过表达使静息细胞中(+)-valencene羟基化生成trans-nootkatol提高1.4倍(p<0.01) 等 7 条
核心问题:微生物木糖醇生产仅依赖NADPH辅因子,导致辅因子供应不足,限制木糖醇生物合成的商业化。
关键发现:批次发酵中,同时表达两种XR的DWM菌株比仅表达NADPH依赖型XR的DWW菌株木糖醇浓度提高6.6%,比仅表达NADH偏好型XR的DMM菌株提高47% 等 7 条
核心问题:酿酒酵母谷胱甘肽产量有限,传统筛选方法效率低,需要开发新的高产菌株筛选策略
关键发现:经100代进化,丙烯醛浓度从0.2 mM提升至0.4 mM,其中A4-100和572m-100群体谷胱甘肽含量约3% 等 4 条
核心问题:开发微生物生产先进生物燃料(醇类、异戊二烯类、脂肪酸类)并实现商业化,解决乙醇作为燃料的局限性,提高能量密度和燃料性能
关键发现:E. coli中n-丁醇产量达30 g/L 等 14 条
核心问题:在酸性发酵条件下,乳酸毒性抑制酿酒酵母生长,导致D-乳酸产量和产率低,需要提高菌株的乳酸耐受性和生产效率。
关键发现:JHY5610相比JHY5210,葡萄糖摄取提高18%,D-乳酸产量提高44%(JHY5610在50 g/L葡萄糖下消耗38.8 g/L葡萄糖,产D-LA 等 5 条
核心问题:酿酒酵母在利用葡萄糖时,上部糖酵解通量具有较强的刚性,导致流向氧化戊糖磷酸途径的葡萄糖-6-磷酸通量受限,NADPH 供应不足,从而限制了异戊二烯类化合物的高效生产。
关键发现:PFK 突变(Pfk1 S724D、Pfk2 S718D)降低了甘油产量并增加了 G6P、F6P 积累;ZWF1 过表达提高 G6PD 活性并降低乙酸产量。组合突变与过表达使 [NADPH]/[NADP+] 比率在 SZe 菌株中比 De、DZe、Se 分别提高 75%、46%、40%。在过表... 等 3 条
核心问题:重组酿酒酵母厌氧发酵木糖时,木糖醇大量积累导致乙醇产率低,原因是NADH/NAD+不平衡,需要探索电子受体对氧化还原平衡的调节作用。
关键发现:添加acetoin后,木糖醇排泄停止,乙醇产率从0.62 mol/mol木糖提高至1.35 mol/mol木糖(提高约118%),比ATP产量从856.6 μmol/g biomass/h增至1835.8 μmol/g biomass/h 等 3 条
核心问题:在有机溶剂体系中利用酵母介导苯甲醛与丙酮酸缩合制备L-苯乙酰基甲醇(L-PAC),并抑制副产物苯甲醇的生成,解决传统水相反应产物分离困难的问题。
关键发现:在石油醚中,最佳条件下(5 g酵母/mmol苯甲醛、2.5 g丙酮酸、0.5 mL乙醇、pH 6柠檬酸缓冲液、20°C、24 h)苯甲醛到L-PAC的转化率为30%(气相色谱分析),分离产率16%,对映体过量86%ee 等 6 条
核心问题:在酵母中异源表达紫杉醇生物合成相关的细胞色素P450酶时,需要合适的NADPH:细胞色素P450还原酶进行电子传递以支持羟化酶活性,而内源酵母还原酶效率较低,需要克隆并利用同源的紫杉(Taxus)还原酶来增强P450羟基化效率。
关键发现:克隆的T. cuspidata还原酶cDNA全长2941 bp,ORF 2154 bp,编码717个氨基酸,基因组中为单拷贝 等 4 条
核心问题:定量研究酿酒酵母中高水平人超氧化物歧化酶(SOD)合成对代谢网络的影响,并解析重组蛋白合成造成的代谢负担。
关键发现:重组菌株P+在葡萄糖和乙醇上的比生长速率分别比野生型P-降低34%和53%(原文摘要中为54%,结论中为53%,以结论为准);P-的菌体/底物产率分别比P+高49%(葡萄糖)和38%(乙醇);P-的ATP合成通量和ATP/底物产率均比P+高约50%;P+在葡萄糖生长期间64%的能量来自底物水平... 等 4 条
核心问题:重组酿酒酵母发酵木糖产乙醇时,木糖还原酶(XR)与木糖醇脱氢酶(XDH)辅因子偏好不一致导致辅因子不平衡,产生大量副产物木糖醇,乙醇产率远低于理论值。
关键发现:K270M突变使XR对NADPH的Km提高17倍(185 μM vs 11 μM),对木糖的Km提高14倍(625 mM vs 44 mM),对NADH的Km不变。在厌氧连续培养(10 g/L葡萄糖+10 g/L木糖,稀释率0.06/h)中,过表达突变型XR的菌株TMB3271乙醇产率达0.4... 等 3 条
核心问题:从葡萄糖直接微生物合成三乙酸内酯(TAL),并评估天然酶和工程突变体的效果,以确定最佳宿主和酶。
关键发现:在E. coli中表达g2ps1,葡萄糖丰富和限制条件下分别产生0.23 g/L和0.47 g/L TAL,产率分别为0.08%和0.4% 等 5 条
核心问题:麦秸预处理过程中释放的抑制物对微生物生长和酶水解速率的影响
关键发现:在220 g/L干物质麦秆预处理水解液中,F12是最稳健的菌株,而其他三种菌株在水解液浓度高于60%(v/v)时受到强烈抑制 等 7 条
核心问题:倍半萜类化合物在天然来源中含量低、成分复杂,化学合成困难,缺乏高效、可扩展的生产平台,需要工程化酵母实现高产量倍半萜烃及其羟基化衍生物的生产。
关键发现:WAT11菌株中TEAS基因在GAL10启动子下仅产1.2 μg/L 5-表-马兜铃烯,改用ADH1启动子后产量提高至230 μg/L 等 7 条