共 141 篇
核心问题:传统ABE发酵受限于低溶剂滴度和低生产率,需要开发高产菌株和高效发酵工艺。
关键发现:BKM19菌株在批式发酵中从85.2 g/L葡萄糖产生32.5 g/L ABE(丁醇17.6 g/L、乙醇10.5 g/L、丙酮4.4 g/L),ABE产量比亲本PJC4BK高30.5%(24.9 g/L),比野生型ATCC 824高90.5%(17.1 g/L)
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发酵工程
Acetone-butanol-ethanol (ABE) fermentationButanol productivityCell recyclingClostridium acetobutylicumHigh cell density continuous fermentation
Clostridium acetobuty...
Clostridium acetobuty...
Clostridium acetobuty...
核心问题:在酿酒酵母中构建高效合成丹参酮关键前体militradiene的代谢途径,解决天然提取产量低、化学合成困难的问题。
关键发现:初始整合菌株ZD-T-010在SD培养基中产生4.2 mg/L militradiene(含量4.4 mg/g细胞干重)
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代谢工程
Saccharomyces cerevisiaefermentationisoprenoid precursorsmilitradienetanshinonesterpenoids
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:酿酒酵母中已知组成型启动子数量有限,且缺乏在不同培养条件下并行表征的数据,限制了大型生化途径的构建与优化。
关键发现:14个启动子的GFP平均荧光强度差异不超过6倍,其中TEF1p最强,PGI1p最弱
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代谢工程 / 合成生物学
consolidated bioprocessingsynthetic biologyxylanasesyeast promoterszeaxanthin
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:CYP153A6催化(S)-柠檬烯羟化制备(S)-紫苏醇过程中存在底物传质限制和副产物(紫苏醛、紫苏酸)形成问题,导致产率和选择性下降。
关键发现:P. putida KT2440(pGEc47ΔB)(pCom8-PFR1500)两相体系中副产物紫苏醛和紫苏酸占总氧化萜烯的26%
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代谢工程
C-H-oxyfunctionalizationcytochrome P450 monooxygenaseouter membrane protein AlkLsubstrate uptaketwo-liquid phase biotransformationswhole-cell biocatalysis
Pseudomonas putida KT...
Escherichia coli W3110
Escherichia coli W3110
核心问题:Na+/Ca2+交换对细胞生理和代谢很重要,但其在真菌次级代谢生物合成中的作用尚不清楚。本研究旨在阐明Na+(而非K+)通过钙调磷酸酶信号转导调控灵芝酸生物合成的机制,并开发简单有效的诱导策略。
关键发现:添加100 mM Na+(培养初期)使总灵芝酸产量提高2.8倍
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发酵工程
Ganoderma lucidumcalcineurin signalcalcium sensorganoderic acid productionmedicinal mushroom fermentationsecondary metabolism
Ganoderma lucidum CGM...
Ganoderma lucidum CGM...
Ganoderma lucidum CGM...
核心问题:改进混合培养发酵(MCF)代谢模型,解决Rodriguez模型预测与实验结果不一致的问题,尤其是NADH作为唯一产氢还原当量及有机酸转运能量处理不当导致预测失真。
关键发现:模型预测与文献实验数据更吻合:pH 5.5-6.0时氢产率约2.2 mol/mol_glucose,中性/碱性pH下降至0.7 mol/mol_glucose
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发酵工程
代谢建模代谢物转运能可变化学计量混合培养发酵能量守恒电子歧化反应转运速率系数
混合培养微生物(以Clostridium ...
混合培养微生物(以Clostridium ...
混合培养微生物(以Clostridium ...
核心问题:Mn2+在蘑菇次级代谢中的作用尚不清楚,通过添加Mn2+提高抗肿瘤灵芝酸(GAs)产量并阐明其调控机制。
关键发现:添加10 mM Mn2+使总灵芝酸产量提高2.2倍
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代谢工程
Ganoderma lucidumantitumor triterpenoidcalcineurin signalmedicinal mushroom fermentationsecondary metabolism
Ganoderma lucidum
Ganoderma lucidum
Ganoderma lucidum
核心问题:在工业酿酒酵母中实现高效纤维二糖利用,以解决纤维素生物燃料生产中的瓶颈问题,核心是平衡和增加异源途径的通量以达到高产量和高生产率。
关键发现:最终菌株#9-1-18与亲本相比,纤维二糖消耗率提高6.41倍(从0.388 g/L/h提高到2.50 g/L/h),乙醇生产率提高6.36倍(从0.137 g/L/h提高到0.89 g/L/h)。第一轮进化菌株#9的纤维二糖消耗率和乙醇生产率分别为2.24 g/L/h和0.77 g/L/h,...
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代谢工程
cellobiose utilizationdirected evolutionmetabolic engineeringpathway optimizationpromoter engineering
工业酿酒酵母 (Saccharomyces...
工业酿酒酵母 (Saccharomyces...
核心问题:在温和、环境友好条件下对脂肪族化合物进行选择性氧官能化,利用低成本酶催化剂替代强氧化剂,解决传统有机合成中区域选择性差的问题。
关键发现:重组C. cinerea过氧合酶(44 kDa,Soret带418 nm,比活约100 U/mg)对多种脂肪族化合物具有区域选择性羟基化活性。饱和脂肪酸C12-C18均可被转化,其中肉豆蔻酸和棕榈酸30 min内几乎完全转化;月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸的ω-1/ω-2羟基化比例分别为57...
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代谢工程
alkanesfatty acidsfatty alcoholshydroxylationperoxygenase
Aspergillus oryzae
Coprinopsis cinerea
Agrocybe aegerita
核心问题:缺乏在枯草芽孢杆菌中精细调控多基因表达的遗传工具,导致异源异戊二烯类化合物产量低,难以实现高水平生产。
关键发现:在摇瓶规模下实现约20 mg/L紫穗槐二烯产量,较枯草芽孢杆菌中最高报道异戊二烯产量(约0.5 mg/L)提高40倍
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代谢工程
Bacillus subtilisDeoxyxylulose phosphate pathwayIsoprenoidsMetabolic engineeringMultiple gene expression
Bacillus subtilis 1A1
Bacillus subtilis 1A1
Bacillus subtilis 1A1
核心问题:3-羟基丙酸(3-HP)生物合成中,中间产物3-羟基丙醛(3-HPA)的毒性积累限制了产量和生产率,需要高效乙醛脱氢酶以平衡甘油脱水酶与脱氢酶的活性,减少3-HPA积累。
关键发现:GabD4在37°C、pH 8下对3-HPA的比活为55.5 U/mg,高于E. coli AldH的33.2 U/mg
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代谢工程
3-hydroxypropionic acid (3-HP)GabD4aldehyde dehydrogenaseglycerol
Escherichia coli W3110
Escherichia coli W3110
Escherichia coli W3110
核心问题:研究大肠杆菌及其pfkA缺失突变体在NADPH依赖性还原性全细胞生物转化中的全球基因表达变化,以及氧供对生物转化效率和代谢状态的影响。
关键发现:厌氧条件下,参考菌株和ΔpfkA突变体的MHB生产速率均为7.4 mmol h^-1 g_cdw^-1
等 3 条
代谢工程
DNA microarraysEscherichia coliSthA transhydrogenasephosphofructokinasereductive whole-cell biotransformationresting cells
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:在酿酒酵母中优化甲羟戊酸途径代谢通量,以提高萜类化合物(特别是青蒿素前体amorpha-4,11-diene)的产量,并解决传统基因整合方法耗时费力的问题。
关键发现:['获得最佳突变株M3-2nd,其amorpha-4,11-diene产量超过亲本菌株13倍,约为64 mg/L石竹烯当量', '在所有测试的8个类胡萝卜素高产菌株中,amorpha-4,11-diene产量均高于亲本,最好的M7和M8在培养5天后产量为亲本的6倍', 'qPCR分析确认M3-...
代谢工程
Saccharomyces cerevisiaecarotenoidscombinatorial engineeringmevalonate pathwaypathway activity improvementsesquiterpene
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:由于缺乏稳态动力学信息和萜类生物合成通路的深入理解,难以构建高效通用的微生物萜类生产系统。
关键发现:体外重构系统优化后法尼烯产量提高6倍,最大转换率约0.4 s⁻¹。工程菌F1生产130 mg/L法尼烯(比对照F0高400倍)
等 2 条
代谢工程/合成生物学
biofuelfarnesenein vitro reconstitutionmevalonate pathwaytargeted engineeringterpenoid
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:在酿酒酵母中构建可控且遗传稳定的多基因异源生物合成途径,解决重复序列重组和途径开关难以调控的问题。
关键发现:构建了约16 kb的β-胡萝卜素合成途径,各轮整合效率为80%-100%
等 5 条
代谢工程
biosynthetic pathwaydecentralized assemblyfunctional modulepMRIβ-carotene
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:异源甲羟戊酸途径在大肠杆菌中的产量、滴度和生产率受多因素影响,缺乏预测性模型来指导工程改造;传统通量模型不显式处理酶浓度,难以直接与实验衔接。
关键发现:体内ADS的kcat为0.022±0.008 s^-1,约为体外值(0.0068 s^-1)的3倍
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代谢工程
代谢工程动力学建模萜类化合物蛋白质组学
Escherichia coli DH1
Escherichia coli DH1
Escherichia coli DH1
核心问题:植物和微生物天然合成萜类产量低且为混合物,化学合成成本高、选择性差,需要构建高效、通用的微生物细胞工厂来生产单一萜类化合物。
关键发现:成功构建了萜类生产平台。突变株ZX178-08积累法尼醇(FOH)大于100 mg/L;表达HPS后prennaspirodiene产量达116±23.64 mg/L,亲本BY4741仅10.94±3.12 mg/L(约10倍差);共表达截短型HMRG后prennaspirodiene进一步提...
等 3 条
代谢工程
genetic screensisoprenoid metabolismmetabolic engineeringyeast
Saccharomyces cerevis...
BY4741来源的SUE突变株
ZX178-08 (erg9敲除的SUE突变株)
核心问题:紫杉醇(Paclitaxel)作为一种重要抗癌药物,其天然来源产量极低、化学合成步骤多且成本高。关键前体taxadiene的合成由限速酶taxadiene synthase(TXS)催化,如何提高TXS活性并实现taxadiene在异源宿主中的高效生产是核心问题。
关键发现:['TXS的催化活性(kcat/KM = 3.5×10^3 s^-1 M^-1)比其他植物萜类环化酶低约两个数量级,kcat仅为0.0106 s^-1,表明其是紫杉醇生物合成的限速步骤', '在大肠杆菌中通过多元模块化方法,taxadiene产量最高可达1 g/L培养物', '在大肠杆菌K株中...
代谢工程 / 合成生物学
FungusMetabolic engineeringMetabolic regulationProtein engineeringTaxadiene synthaseTaxus
Escherichia coli
Escherichia coli
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:大肠杆菌中紫穗槐二烯(青蒿素前体)的生产受限于产物胞内积累,需要找到并工程化内源转运蛋白促进产物外排以提高产量。
关键发现:敲除tolC导致胞内紫穗槐二烯特异性产量增加8.2倍,胞外产量降低90%
等 2 条
代谢工程
TolCamorphadieneartemisininefflux pumplipopolysaccharide transport systemtransporter engineering
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:探索在不依赖糖作为碳源的条件下,利用多种营养模式(异养、光异养、化能自养)生产高能三萜烃(botryococcene和squalene)的可行性,以Rhodobacter capsulatus为宿主。
关键发现:在小型培养中,好氧异养、厌氧光异养和好氧化能自养三种模式下,botryococcene或squalene产量均约为5 mg/gDW
等 4 条
代谢工程
CO2 fixationMEP pathwaybotryococcenecontinuous bioreactorproductivitysqualene
Escherichia coli DH5α
Escherichia coli DH5α
Escherichia coli DH5α