Screening for improved isoprenoid biosynthesis in microorganisms
核心问题:异戊二烯类化合物在重组微生物中的生产受限于缺乏高通量、直接的筛选方法,难以高效筛选改进的菌株或酶,尤其是这些化合物常具有不溶性、挥发性和毒性等特点。
关键发现:异戊二烯合酶周转率通常低于0.5/s,是代谢瓶颈 等 12 条
核心问题:异戊二烯类化合物在重组微生物中的生产受限于缺乏高通量、直接的筛选方法,难以高效筛选改进的菌株或酶,尤其是这些化合物常具有不溶性、挥发性和毒性等特点。
关键发现:异戊二烯合酶周转率通常低于0.5/s,是代谢瓶颈 等 12 条
核心问题:番茄缺乏甘氨酸甜菜碱合成所需的酶,无法合成该渗透保护剂,因而对盐和水分胁迫敏感,影响种子萌发、植株生长和产量。
关键发现:转基因番茄T1株系46-1、46-2、46-3叶片中甘氨酸甜菜碱含量分别为297±18、256±15、214±12 nmol/g鲜重,叶绿体中分别为8.6±1.2、7.2±0.9、5.5±0.7 nmol/mg叶绿素,野生型均为0。在含100和150 mM NaCl的培养基上,野生型种子不萌发... 等 6 条
核心问题:研究番茄SIGGP-LIKE基因在甲基紫精介导的氧化胁迫下的功能,探索通过调控抗坏血酸合成来提高植物氧化胁迫耐受性的策略。
关键发现:过表达SIGGP-LIKE显著提高转基因烟草还原型AsA含量:OE-1、OE-3、OE-6分别比WT提高1.51、2.13、2.02倍 等 4 条
核心问题:非质体定位表达合成的昆虫香叶基焦磷酸合酶(sMpGPPS-HA)是否能有效提高烟草生物量,以及不同亚细胞定位对植物生长和代谢的影响。
关键发现:非质体表达sMpGPPS-HA使烟草株高增加50%-80%(部分T0系达50%-100%),干生物量增加60%-80%(其中非质体定位Cy-sMpGPPS系约增加80%,质体定位Pl-sMpGPPS系约增加60%) 等 5 条
核心问题:解析番茄果实中类胡萝卜素代谢的调控网络,包括转录因子、植物激素、质体发育和环境因素如何协同调控类胡萝卜素的合成、分解与储存。
关键发现:SIPSY1反义表达使成熟果实类胡萝卜素含量仅为正常的3% 等 10 条
核心问题:青蒿素生产成本高,提取和纯化过程昂贵,需要开发在可食用植物中完整生物合成青蒿素并通过口服递送实现有效抗疟治疗的替代方案。
关键发现:['双转基因烟草(DT1-DT4)青蒿素含量达0.3-0.8 mg/g干重,最高DT4为0.8 mg/g(877±40 μg/g干重),远高于此前报道的6.8 μg/g干重', 'DT4叶片中二氢青蒿酸(DHAA)积累达150 μg/g干重,阿莫地烯达60 μg/g干重', '双转基因植物IP...
核心问题:质体类型如何影响植物类胡萝卜素的生物合成、积累与稳定性,以及如何利用质体特性进行类胡萝卜素代谢工程改良。
关键发现:类胡萝卜素合成与储存发生在质体中,不同质体类型能力差异显著,从低到高依次为黄化质体、淀粉体、叶绿体、有色体。叶绿体中PDS以360 kDa(膜结合)和660 kDa(基质)复合物形式存在 等 3 条
核心问题:在海洋硅藻 Phaeodactylum tricornutum 中异源生产 β-蒎烯,探讨叶绿体 MEP 途径与胞质 MVA 途径哪个更能为单萜合成提供前体,并比较附加体表达与随机染色体整合对产量的影响。
关键发现:['叶绿体定位的附加体表达(EE_CTP_AgPinS)最高 β-蒎烯产量为 等 5 条
核心问题:植物细胞色素P450酶在代谢工程中应用时面临的表达水平低、电子传递效率不足、产物毒性及通量控制等核心挑战。
关键发现:在酿酒酵母中经多轮优化实现青蒿酸产量25 g/L 等 7 条
核心问题:植物次生代谢物在细胞及组织水平上的膜转运机制尚不清楚,系统阐明各类转运蛋白(ABC、MATE等)如何特异性转运生物碱、酚类和萜类等次生代谢物,并探讨其在代谢工程中的应用潜力。
关键发现:液泡可占据植物细胞内体积的40-90%,在次生代谢物储存中发挥关键作用 等 10 条
核心问题:比较不同酵母表达系统(酿酒酵母和毕赤酵母)中乙型肝炎病毒小表面抗原(S蛋白)和中等表面抗原(preS2-S/M蛋白)的表达水平,寻找小规模生产重组乙肝疫苗抗原的最适系统。
关键发现:酿酒酵母中,S蛋白产量在诱导型条件下为14.27 mg/l、preS2-S为10.9 mg/l 等 3 条
核心问题:解决植物膜结合细胞色素P450酶CYP725A4在大肠杆菌中异源表达困难、难以获得毫克级纯化蛋白用于生化研究的问题,为紫杉醇生物合成关键步骤的酶学表征提供可行方案。
关键发现:成功在大肠杆菌中表达纯化六个N端修饰的CYP725A4构建体,其中CYP725A4-17α-L-CPR产量最高为7.21 nmol/L(嵌合体)和4.83 nmol/L(未融合) 等 5 条
核心问题:克隆并功能鉴定银杏(Ginkgo biloba)中参与银杏内酯生物合成的2-C-甲基-D-赤藓醇4-磷酸胞苷酰转移酶(GbMECT)基因,并研究其亚细胞定位和转录特性。
关键发现:GbMECT cDNA全长1411 bp,含984 bp开放阅读框,编码327个氨基酸,理论分子量36.3 kDa,理论pI 9.08。DNA水平与拟南芥AtMECT和水稻OsMECT的一致性分别为70.7%和70.2% 等 2 条
核心问题:解决抗疟药物青蒿素(artemisinin)的供应短缺和高成本问题,探索以最低成本实现大规模生产的可行途径。
关键发现:青蒿素市场价波动于US$150–1600/kg,目标成本为US$100/kg或更低 等 8 条
核心问题:植物天然产物及其非天然类似物在提取和化学合成中面临产量低、步骤多、异构体混杂等问题,需要开发高效的生物合成与多样化策略。
关键发现:通过CiED预测的基因敲除/过表达使柚皮素产量提高>600%,圣草酚提高>400% 等 14 条
核心问题:如何优化马铃薯块茎中虾青素等酮类胡萝卜素的积累水平,以实现营养强化和商业利用。
关键发现:选择高玉米黄质(占总类胡萝卜素约81%)的01H15.57基因型,单独表达crtZW时块茎虾青素达44.1 μg/g DW(皂化提取,占总类胡萝卜素约77%) 等 3 条
核心问题:如何通过内质网靶向和蛋白稳定性优化,提高草莓法尼基/橙花叔醇合酶(FaNES1)在本氏烟中异源合成橙花叔醇的产量。
关键发现:将FaNES1融合到HMGR1S或SQS跨膜域可成功定位到内质网,融合HMGR1S的FaNES1转录水平比FaNES1 alone提高约7倍,融合SQS或GFP的转录水平提高约4倍 等 2 条
核心问题:光合机构极易受低温和强光等逆境引发的光抑制损伤,能否通过将原核胆碱氧化酶靶向叶绿体来增强植物光合机构抵御氧化损伤的能力?
关键发现:在 1200 μmol m^-2 s^-1 强光下处理 60 min,25°C 时转基因鹰嘴豆和芥菜叶绿体 PS II 活性仅损失 5% 和 8%,野生型损失 10% 和 30% 等 4 条
核心问题:甘薯中类胡萝卜素生物合成调控机制尚不了解,限制了通过基因工程提高类胡萝卜素含量的应用。本研究旨在克隆甘薯中的Orange基因(IbOr)并分析其在类胡萝卜素积累和盐胁迫耐受中的作用。
关键发现:IbOr基因cDNA长度942 bp,编码313个氨基酸,预测蛋白分子量34.3 kDa,与牵牛花Or蛋白同源性达97%。转基因甘薯愈伤组织中,IbOr-Ins系的总类胡萝卜素含量约为非转基因Ym愈伤组织的13.37倍,IbOr-Wt系约为3.97倍 等 5 条
核心问题:如何利用赤霉素受体基因提高植物生物量产量?具体为从东方山羊豆中克隆赤霉素受体基因GoGID,并在转基因烟草中验证其促进生长和生物量积累的功能。
关键发现:GoGID基因全长1732 bp,包含1035 bp开放阅读框,编码344个氨基酸,预测分子量约39.08 kDa,等电点约6.34。GoGID蛋白含有保守的HGS基序和GA结合必需的Ser-Asp-Val/Ile活性位点 等 3 条