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核心问题:在光合细菌中实现环状植物三萜的异源生物合成,解决2,3-氧化鲨烯环化步骤在原核宿主中表达困难、效率低的问题。
关键发现:在R. capsulatus中,SQS1表达使鲨烯产量达9.44 mg/gDCW,滴度8.24 mg/L,体积产率171.43 μg/L/h
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代谢工程与合成生物学
Rhodobacter capsulatusSynechocystis sp. PCC 6803cyclic plant triterpenesoxidosqualene cyclasesphotosynthetic bacteria
Rhodobacter capsulatu...
Rhodobacter capsulatu...
Rhodobacter capsulatu...
核心问题:如何在模式蓝藻 Synechocystis sp. PCC 6803 中实现虾青素的异源生产,并解决由此导致的光合生长受抑和产量瓶颈问题
关键发现:crtWZ 菌株总类胡萝卜素含量约为野生型的 2 倍,β-胡萝卜素和玉米黄素消失,出现大量虾青素和酮基海胆酮;光照下虾青素和酮基海胆酮进一步积累,但类胡萝卜素/叶绿素比率低于暗处;过表达 dxs 无正向效果,而过表达 dxs/pds 在光下使总类胡萝卜素达到
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代谢工程
astaxanthincyanobacteriametabolic engineeringphototrophic growth
Synechocystis sp. PCC...
Synechocystis sp. PCC...
Synechocystis sp. PCC...
核心问题:山梨醇-6-磷酸磷酸酶(EC 3.1.3.50)催化山梨醇-6-磷酸生成山梨醇,但其编码基因尚未在任何生物中明确鉴定,限制了山梨醇代谢工程的优化。
关键发现:在0.25 mM山梨醇-6-磷酸下,HAD1、HAD2、HAD12、HAD13的活性分别为6.1、9.3、2.9、2.0 μmol·min⁻¹·mg⁻¹
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代谢工程
Escherichia colicyanobacteriahaloacid dehalogenase-like hydrolasephosphatasesorbitol-6-phosphate
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:蓝藻中番茄红素环化酶的类型、功能与进化关系尚不清楚,尤其是CruA/CruP型与CrtL型环化酶在类胡萝卜素生物合成分支点中的作用与分布
关键发现:目前仅在5个蓝藻物种中功能确认了7个番茄红素环化酶(CruA、CruP、CrtL型)。Synechococcus sp. PCC 7002的CruA与同源蛋白氨基酸同一性为62-67%,CruP为51-56%,CrtL为50-59%。Synechocystis sp. PCC 6803的Cru...
代谢工程
CrtLCruACruPcarotenoidcyanobacterialycopene cyclase
Thermosynechococcus e...
Synechococcus sp. PCC...
Synechocystis sp. PCC...
核心问题:传统微生物底盘(如大肠杆菌和酿酒酵母)在异戊二烯商业化生产中面临糖底物成本高、前体通量受限、中间产物反馈抑制等障碍,且非模式微生物虽有独特的碳源利用和耐受特性但遗传工具匮乏,如何协同模型与非模型微生物利用非典型碳底物(如C1化合物、木质纤维素)提高异戊二烯生产的商业可行性。
关键发现:综述中报道的关键数据包括:异戊烯醇最高产量10.8 g/L(Kang et al., 2019)
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代谢工程/合成生物学
C1 metabolismisoprenoidsmetabolic engineeringnon-model organismssynthetic biologyterpenes
Escherichia coli
Escherichia coli
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:缺乏能够同时定量区分蓝藻无机碳(Ci)浓缩机制(CCM)与碳固定(CBB循环)活性的实时在体验证方法,导致对工程菌株碳利用能力的理解不精确。
关键发现:fbaA过表达菌株相较于野生型,倍增时间从6.5 h缩短至6.0 h(约10%缩短),叶绿素含量增加20%,净O2释放速率增加21%
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代谢工程
Calvin-Benson-Bassham cycleMembrane-Inlet Mass SpectrometrySynechocystiscarbon concentrating mechanismcyanobacteriafbaA
Synechocystis sp. PCC...
Synechocystis sp. PCC...
Synechocystis sp. PCC...
核心问题:蓝藻中萜类化合物生物合成(主要通过MEP途径)及其代谢工程异源生产的研究现状与瓶颈。
关键发现:异源表达方面:Synechocystis中表达kudzu异戊二烯合酶,异戊二烯产量达50 μg/g DCW(或150 μg/L)
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代谢工程 / 合成生物学
MEP pathwaycyanobacteriagenetic engineeringisoprenoidsterpenoids
Synechocystis sp. PCC...
Synechocystis sp. PCC...
Synechocystis sp. PCC...