共 148 篇
核心问题：紫杉醇生物合成途径不完整，红豆杉属缺乏高质量基因组，且裸子植物系统发育关系存在争议。
关键发现：基因组组装大小为10.73 Gb，contig N50
等 5 条
代谢工程 / 合成生物学
CYP725A基因家族云南红豆杉基因簇基因组组装紫杉醇生物合成裸子植物系统发育
Taxus yunnanensis
Taxus yunnanensis
Taxus yunnanensis
核心问题：昆虫信息素具有挥发性高、不稳定、化学合成成本高等问题，难以直接用于大田农业；如何在作物中稳定表达并释放昆虫信息素（蚜虫报警信息素）以实现害虫防控。
关键发现：['质体靶向的EβfS单独表达时，E3f最大释放量为3.8 μg/plant/h
等 2 条
代谢工程 / 合成生物学
(E)-β-farneseneaphid alarm pheromonegenetic engineeringplant defenseplastid targetingwheat
Triticum aestivum cv....
Triticum aestivum cv....
Triticum aestivum cv....
核心问题：自养产乙酸菌Sporomus ovata的自养代谢速率慢，限制了CO2向有机产物（如乙酸盐）的生物转化效率，尤其在微生物电合成（MES）等生物过程中成为瓶颈。
关键发现：甲醇适应菌株（met-T18-2）在2%甲醇上生长速率提高5倍，倍增时间从64.6±19.4小时缩短至13.0±1.1小时
等 7 条
代谢工程 / 合成生物学
CO2 conversionSporomusa ovataacetogenadaptive laboratory evolutionmethanolmicrobial electrosynthesis
Sporomus ovata DSM 2662
Sporomus ovata DSM 2662
Sporomus ovata DSM 2662
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
代谢工程 / 合成生物学
Combinatorial biosynthesisbiotransformationmutasynthesisnatural productsplantssynthetic biology
Catharanthus roseus
Catharanthus roseus
Catharanthus roseus
核心问题：研究酿酒酵母中异戊二烯生物合成的体内调控机制，特别是ERG9和COQ1基因通过影响代谢通量、底物可用性和细胞能量状态对异戊二烯产物多样性与产量的调控作用，以及线粒体功能与异戊二烯生物合成之间的关联。
关键发现：ERG9和COQ1双敲除使FPP浓度达到0.211 nM/OD600、GGPP为0.113 nM/OD600，分别较野生型（FPP
等 3 条
代谢工程 / 合成生物学
Saccharomyces cerevisiaecoq1energy metabolismerg9isoprenoids biosynthesismitochondrial function
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题：如何通过替换八氢番茄红素脱氢酶（phytoene desaturase）将外源类胡萝卜素番茄红素功能性地组装入光合细菌 Rhodobacter sphaeroides 的光合装置中。
关键发现：在 crtC 突变体 G1c[pERWI2] 中，番茄红素占总类胡萝卜素的 83%
等 3 条
代谢工程 / 合成生物学
LH2 complexRhodobacter sphaeroidescarotenoidenergy transferlycopenephytoene desaturase
Rhodobacter sphaeroides
Erwinia herbicola
Rhodobacter sphaeroides
核心问题：克隆并鉴定紫杉醇(Taxol)生物合成途径中最后一步N-苯甲酰化反应的催化酶基因，为工程化生产紫杉醇及其类似物提供关键工具。
关键发现：克隆的DBTNBT cDNA ORF为1,323 bp，编码441个氨基酸，蛋白分子量49,040 Da。重组酶最适pH为8.0，kcat约1.5±0.3 s⁻¹，对N-去苯甲酰-2'-脱氧紫杉醇和苯甲酰-CoA的Km分别为0.42 mM和0.40 mM。该酶催化N-去苯甲酰-(3'RS)-2...
代谢工程 / 合成生物学
2'-deoxytaxolN-benzoyltransferaseTaxolTaxusacyltransferasepaclitaxel
Escherichia coli BL21...
核心问题：体内构建多基因通路和通路文库的效率低下，现有技术难以同时实现高效率和可扩展性。
关键发现：成功组装了包含lacZ、gusA和MET15三个报告基因的8.5 kb染色体构建物，每个报告基因在75-100%的重组子中有功能
等 4 条
代谢工程 / 合成生物学
cell engineeringcombinatorial librarieshoming endonucleasein vivo DNA assemblymetabolic engineering
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America · 2013
·
10.1073/pnas.1218061110
· 含路线图 · 有原文
核心问题：解析丹参酮生物合成中miltiradiene下游氧化步骤的关键酶，并在异源微生物中生产ferruginol
关键发现：稳定同位素标记证实miltiradiene可被转化为ferruginol和cryptotanshinone
等 4 条
代谢工程 / 合成生物学
gene discoverymetabolic engineeringphytoterpenoids biosynthesissynthetic pathway
Salvia miltiorrhiza
Salvia miltiorrhiza
Salvia miltiorrhiza
核心问题：大麻中橄榄醇酸（OA）的生物合成机制长期不明确，已知III型聚酮合酶（TKS）只能产生橄榄醇和α-吡喃酮副产物而不能合成OA，需鉴定催化OA形成的未知环化酶。
关键发现：OAC为12 kDa（101个氨基酸）的DABB蛋白，与TKS共催化将己酰CoA和丙二酰CoA转化为OA
等 7 条
代谢工程 / 合成生物学
aldolaseferredoxin-likenatural productsphytocannabinoidterpenophenolic
Escherichia coli（蛋白表达）
Escherichia coli（蛋白表达）
Saccharomyces cerevis...
核心问题：解析藏红花（Crocus sativus）柱头中藏红花素（crocin）生物合成的第一个关键酶，即催化玉米黄质（zeaxanthin）对称裂解生成藏红花酸二醛（crocetin dialdehyde）的类胡萝卜素裂解双加氧酶（CCD），并澄清此前关于ZCD酶功能的争议。
关键发现：藏红花柱头可积累高达干重8%的藏红花素类物质
等 11 条
代谢工程 / 合成生物学
apocarotenoidcarotenoid cleavage dioxygenasecrocetinsaffronzeaxanthin
Escherichia coli
Zea mays（玉米胚乳）
Crocus sativus
核心问题：细菌萜烯合酶与真菌/植物萜烯合酶序列相似性极低，传统序列比对方法难以发现和注释细菌萜烯合酶，导致细菌萜类生物合成潜力被严重低估。
关键发现：从8759463个细菌蛋白中鉴定出262个推定萜烯合酶，E值范围为5.3×10^-7至6.9×10^-207
等 3 条
代谢工程 / 合成生物学
bacteriaheterologous expressionterpene synthase
Streptomyces avermiti...
Streptomyces avermiti...
Streptomyces avermiti...
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America · 2017
·
10.1073/pnas.1615625114
· 含路线图 · 有原文
核心问题：解析十字花科植物吲哚硫代葡萄糖苷代谢产生吲哚硫植物抗毒素（特别是关键前体brassinin）所必需的生物合成酶系，弥补拟南芥中缺失而芸苔属植物中存在的途径空白。
关键发现：体外实验证明AtSUR1和BrSUR1均可裂解Cys-异硫氰酸酯生成二硫代氨基甲酸酯，且SUR1催化硫代肟酸裂解与Cys-ITC裂解
等 6 条
代谢工程 / 合成生物学
Brassica rapadithiocarbamatemetabolic engineeringplant natural products
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Nicotiana benthamiana...
核心问题：在模式植物拟南芥中重构并功能隔离紫黄质循环（VAZ循环）之外的第二条叶黄素循环——叶黄素环氧化物循环（LxL循环），以解析其在光合作用能量捕获与光保护中的特定作用。
关键发现：在szl1+NoZEP1株系中，Lx含量为158.5±8.0 mmol/mol Chl，占L+Lx总量的78%
等 6 条
代谢工程 / 合成生物学
luteinlutein epoxidenonphotochemical quenchingphotoprotectionxanthophyll cycle
拟南芥 Arabidopsis thali...
拟南芥 Arabidopsis thali...
拟南芥 Arabidopsis thali...
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America · 2022
·
10.1073/pnas.2203890119
· 含路线图 · 有原文
核心问题：阐明 Euphorbia peplus 中 casbene 衍生的多环二萜类生物活性化合物（jatrophanes 和 ingenanes）的生物合成途径，特别是从 casbene 到 jolkinol C 之后的分支路径。
关键发现：EpSDR-5 是 C3-酮还原酶，将 jolkinol C 转化为 jolkinol E，经酵母异源表达确认
等 11 条
代谢工程 / 合成生物学
cytochrome P450soxidationshort-chain dehydrogenases/reductasesterpenoidsvirus-induced gene silencing
Euphorbia peplus
Nicotiana benthamiana
Saccharomyces cerevisiae
核心问题：放线菌中广泛分布着一类包含吲哚异戊烯基转移酶基因和FMO基因的潜在基因簇（Type B），其功能未知，常规培养条件下产物不表达或表达极弱，难以鉴定其代谢产物。
关键发现：通过异源表达和体外生化实验，鉴定出新化合物5-二甲基烯丙基吲哚-3-乙腈（5-DMAIAN），并阐明其生物合成途径：L-色氨酸经SCO7467（异戊烯基转移酶）催化生成5-二甲基烯丙基-L-色氨酸（5-DMAT），再经SCO7468（FMO）转化为5-二甲基烯丙基吲哚-3-乙醛肟（5-DMAI...
等 2 条
代谢工程 / 合成生物学
5-dimethylallylindole-3-acetonitrileactinomycetesflavin-dependent monooxygenasegenome miningheterologous expressionindole prenyltransferase
Streptomyces lividans...
Streptomyces lividans...
Escherichia coli BL21...
核心问题：青蒿素生物合成中Δ11(13)双键还原的分子机制及催化酶不明确，需要鉴定并克隆该还原酶基因，以阐明青蒿素合成途径。
关键发现：黄花蒿花蕾提取物中存在青蒿醛Δ11(13)还原酶活性，产物为(11R)-二氢青蒿醛。
等 7 条
代谢工程 / 合成生物学
Artemisia annuaArtemisininDbr2biosynthesisdihydroartemisinic aciddouble bond reductase
Artemisia annua (黄花蒿)
Saccharomyces cerevis...
Escherichia coli (大肠杆菌)
核心问题：传统蒸馏和制备气相色谱纯化挥发性倍半萜需要专门设备，不适合普通实验室；需建立简便的现代纯化方法。
关键发现：建立了两相培养（正辛烷/TB培养基）结合两相分配、硅胶柱层析和反相HPLC的纯化方法，成功从重组大肠杆菌培养物中纯化并鉴定了14种挥发性倍半萜，如(3R)-nerolidol、valerianol、β-eudesmol、β-bisabolene、germacrene A、δ-cadinene等...
等 2 条
代谢工程 / 合成生物学
两相培养大肠杆菌挥发性倍半萜正辛烷纯化萜烯合酶
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题：目前大麻素主要从受严格监管的大麻植物中提取，存在法规限制、产量低、成本高、稀有大麻素难以获得等问题；化学合成复杂且收率低，生物技术生产是可行的替代方案。
关键发现：在Kluyveromyces marxianus中实现了最高142 mg/L的己酸产量
等 5 条
代谢工程 / 合成生物学
Cannabis sativaSaccharomyces cerevisiaebiotechnologycannabinoidssynthetic biology
酿酒酵母 (Saccharomyces c...
酿酒酵母 (Saccharomyces c...
酿酒酵母 (Saccharomyces c...
核心问题：治疗性糖蛋白末端半乳糖暴露会被肝脏去唾液酸糖蛋白受体快速清除，需要通过增强N-聚糖末端唾液酸化来提高其体内半衰期。
关键发现：R263L-R266Q突变体在150 μM CMP-唾液酸存在下仍保持活性，相对活性为93.6%（野生型为100%）
等 5 条
代谢工程 / 合成生物学
CMP-sialic acid transporterGNE/MNKerythropoietinsialylationsialyltransferase
中国仓鼠卵巢（CHO）细胞（EC2-1H9）
中国仓鼠卵巢（CHO）细胞（EC2-1H9）
中国仓鼠卵巢（CHO）细胞（EC2-1H9）