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核心问题:鉴定超嗜热古菌 Archaeoglobus fulgidus 中催化甲基萘醌(menaquinone)异戊二烯侧链饱和还原的酶及其编码基因,并阐明其催化特性。
关键发现:从 A. fulgidus 中分离到4个 GGR 同源基因(AF0464、AF1023、AF1637、AF0648)。其中 AF0648 编码的异戊二烯还原酶(PR)在大肠杆菌中表达后使醌谱出现多个更疏水的峰
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代谢工程
Archaeoglobus fulgidus异戊二烯还原酶甲基萘醌超嗜热古菌香叶基香叶基还原酶同源物黄素腺嘌呤二核苷酸
Archaeoglobus fulgidus
Archaeoglobus fulgidus
Archaeoglobus fulgidus
核心问题:古菌中木糖降解的起始步骤尚不清楚,未发现细菌型的木糖异构酶和木酮糖激酶;本研究旨在鉴定催化木糖初始降解的酶。
关键发现:从Haloarcula marismortui中纯化出木糖脱氢酶,纯化约211倍,比活100 U/mg
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代谢工程
Haloarcula marismortuiNADP+嗜盐古菌木糖代谢木糖脱氢酶
Haloarcula marismortui
Escherichia coli BL21...
核心问题:鉴定沙门氏菌中甲基赤藓醇磷酸(MEP)异戊二烯合成途径的必需基因突变,并解释为何转座子插入诱变始终无法获得MEP途径基因突变。
关键发现:从约20,000个DES诱变菌落中筛选到23个完全不能在ME上生长的突变体。所有测序突变均为G:C到A:T转换。分布:ispD 4个(E196K、G130E、G92Q、Q100Stop),ispE 1个(G239R),ispF 2个(A33V、D38N),ispG 4个(R237C、R133H...
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代谢工程
MEP pathwaySalmonella entericaisoprenoid biosynthesislethal mutationsmethylerythritolmevalonate pathway
Salmonella enterica s...
Salmonella enterica s...
Salmonella enterica s...
核心问题:类胡萝卜素合酶CrtM的底物特异性控制机制不明,且自然界不存在骨架大于C40的类胡萝卜素。本文旨在通过实验室进化揭示特异性控制步骤,并工程化CrtM变体以合成新型C45和C50长链类胡萝卜素骨架。
关键发现:饱和突变表明F26和W38位点替换为更小氨基酸可赋予CrtM C40合酶活性(F26X约65%克隆阳性,W38X约50%),而E180X仅2-3%弱活性,且E180G是唯一有效突变。F26A单突变体在提供C25前体时产生C45(约130 μg/g DCW)和C50(78 μg/g DCW)
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代谢工程
C45 carotenoidsC50 carotenoidsCrtMcarotenoid synthasedirected evolutionisoprenyldiphosphate
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:系统解析真细菌中类胡萝卜素生物合成基因的分子遗传学机制,并评估这些基因与真核生物的进化保守性,为通过基因工程改造类胡萝卜素产量奠定基础。
关键发现:['类胡萝卜素是自然界最丰富的色素之一,全球每年估计合成10^8吨,已鉴定出至少600种不同结构。', 'Rhodobacter capsulatus的crt基因位于约46 kb的光合基因超簇中,包含crtA、crtB、crtC、crtD、crtE、crtF和crtI等7个成簇基因及物理分离的...
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代谢工程
crt基因八氢番茄红素脱氢酶基因调控异源表达真细菌类胡萝卜素生物合成
Rhodobacter capsulatus
Rhodobacter capsulatus
Rhodobacter capsulatus
核心问题:金黄色葡萄球菌甲羟戊酸激酶尚未被系统表征,需要解析其酶学性质、动力学特征及反馈调控机制,以评估其作为抗生素靶点的潜力。
关键发现:纯化的金黄色葡萄球菌甲羟戊酸激酶比活力为12.4±0.9 U/mg,pH最适为7.0-8.5,表观Km值对甲羟戊酸为41±3 μM、对ATP为339±23 μM
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代谢工程
Staphylococcus aureusenzyme characterizationfarnesyl diphosphatefeedback inhibitionisoprenoid biosynthesismevalonate kinase
Escherichia coli BL21...
核心问题:阐明枞烷二萜降解菌Pseudomonas abietaniphila BKME-9中细胞色素P450酶(由ditQ编码)在脱氢枞酸和杉酯酸代谢中的功能与作用机理
关键发现:敲除ditQ使BKME-9在脱氢枞酸上的倍增时间从3.8 h延长至15 h,在杉酯酸上从5.6 h延长至18.5 h
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代谢工程
Pseudomonas abietaniphila枞烷二萜生物降解细胞色素P450脱氢枞酸
Pseudomonas abietanip...
Pseudomonas abietanip...
Pseudomonas abietanip...
核心问题:阐明在甾醇营养缺陷型酵母FY3中,血红素合成恢复后抑制外源甾醇摄取的分子机制。
关键发现:在甾醇营养缺陷型菌株FY3中,添加100 μg/ml ALA通过恢复血红素合成使HMG-CoA还原酶比活增加约5倍(从1.04±0.09增至5.28±0.37 nmol/min/mg蛋白)
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代谢工程
HMG-CoA还原酶甾醇摄取血红素调控角鲨烯氧化物酿酒酵母麦角甾醇生物合成
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:阐明Bacillus methanolicus中质粒pBM19编码的RuMP途径基因与染色体基因在甲醇同化和甲醇耐受性中的调控作用,以及如何通过代谢工程提高甲醇同化速率和耐受性。
关键发现:甲醇生长条件下,mdh、glpX、fba、tkt、pfk、rpe、hps、phi基因转录分别上调2.9倍、9.0倍、17倍、15倍、40倍、6.0倍、6.8倍、6.0倍
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代谢工程
Bacillus methanolicusRuMP途径pBM19质粒甲醇同化甲醇耐受性甲醛解毒
Bacillus methanolicus...
Bacillus methanolicus...
Bacillus methanolicus...
核心问题:解析集胞藻PCC 6803中Sll0254蛋白在类胡萝卜素生物合成中的功能,特别是其是否具有番茄红素环化酶和双加氧酶活性。
关键发现:['sll0254在集胞藻PCC 6803中无法完全敲除,表明该基因对生存必需,可能与正常细胞分裂有关。', 'Sll0254缺失导致环化类胡萝卜素被线性极性类胡萝卜素取代,光合系统I含量显著下降(77K荧光发射光谱中725nm峰大幅降低),叶绿素含量降至几乎为零。', '在E. coli中异...
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代谢工程
Rieske铁硫蛋白双加氧酶番茄红素环化酶类胡萝卜素生物合成蓝藻黄素集胞藻PCC 6803
Synechocystis sp. str...
Escherichia coli (str...
Synechococcus sp. str...
核心问题:鉴定古菌Methanothermobacter thermautotrophicus中编码II型异戊烯基二磷酸异构酶的ORF48,并表征其酶学性质,填补古菌IPP异构酶研究的空白。
关键发现:M. thermautotrophicus的II型IPP异构酶最适温度为70°C,最适pH为6.5,需要FMN、NADPH和Mg2+作为辅因子
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代谢工程
ArchaeaMethanothermobacter thermautotrophicusisopentenyl diphosphate isomerasemevalonate pathwaytype II IPP isomerase
Escherichia coli BL21...
Salmonella enterica s...
Salmonella enterica s...
核心问题:表征来自Acinetobacter sp. strain ADP1的新型酰基转移酶WS/DGAT的生化特性,该酶催化三酰甘油和蜡酯生物合成的最后步骤,与真核生物中已知的酰基转移酶完全不同。
关键发现:WS/DGAT经三步纯化富集18.7倍,收率19.2%,SDS-PAGE表观分子量53 kDa,凝胶过滤天然分子量94.1±3.9 kDa,为同源二聚体。最适温度40-45°C,最适pH 8.0。对palmitoyl-CoA的Km为29 μM,Vmax为2000 nmol mg-1 min-1...
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代谢工程
Acinetobacter sp. ADP1acyl-CoA:diacylglycerol acyltransferaseacyltransferasetriacylglycerolwax esterwax ester synthase
Escherichia coli Rose...
Acinetobacter sp. str...
Escherichia coli Rose...
核心问题:大肠杆菌中硝酸盐对延胡索酸还原酶(frdABCD)操纵子表达的抑制机制,以及参与硝酸盐调控的反式作用因子的鉴定。
关键发现:突变株LK23R35在厌氧含硝酸盐培养时β-半乳糖苷酶活性比野生型高17倍
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代谢工程
frdR基因全局调控厌氧呼吸大肠杆菌延胡索酸还原酶硝酸盐调控
Escherichia coli K-12
Escherichia coli K-12
Escherichia coli K-12
核心问题:古菌中甲羟戊酸途径缺少磷酸甲羟戊酸激酶和焦磷酸甲羟戊酸脱羧酶的同源基因,无法解释异戊烯基焦磷酸(IPP)的生物合成,需要鉴定缺失的酶并阐明替代途径。
关键发现:MJ0044基因产物催化异戊烯基磷酸(IP)磷酸化生成异戊烯基焦磷酸(IPP),不催化甲羟戊酸或甲羟戊酸磷酸
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代谢工程
Methanocaldococcus jannaschii古菌异戊烯基焦磷酸异戊烯基磷酸激酶甲羟戊酸途径
Escherichia coli BL21...
Methanocaldococcus ja...
Methanothermobacter t...
核心问题:产抗生素戊内酯的Streptomyces arenae如何通过表达PL不敏感的甘油醛-3-磷酸脱氢酶同工酶来抵抗自身产生的抗生素对糖酵解关键酶的抑制,以及两种同工酶的遗传基础和调控机制。
关键发现:PL敏感GAPDH亚基分子量为43,000,PL不敏感GAPDH亚基分子量为37,000
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微生物学 / 代谢工程
同工酶基因克隆戊内酯抗生素抗性甘油醛-3-磷酸脱氢酶链霉菌
Streptomyces arenae
Streptomyces arenae
Escherichia coli RR1
核心问题:类胡萝卜素在异源宿主大肠杆菌中表达后,能否保护细胞免受近紫外光和特定光毒分子的灭活,以及这种保护与细胞靶点的关系。
关键发现:类胡萝卜素在高于70 kJ/m^2的近紫外光通量下提供保护,对远紫外光无保护。对α-三联噻吩加近紫外光、harmine加近紫外光具有显著保护作用
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合成生物学
光保护光毒分子大肠杆菌类胡萝卜素近紫外光
Escherichia coli HB101
核心问题:阐明 Erwinia uredovora 中环状类胡萝卜素(如β-胡萝卜素、玉米黄质)的生物合成途径,并鉴定催化各步反应的基因及其功能。
关键发现:在大肠杆菌中功能分析阐明了途径:GGPP→prephytoene PP→phytoene→lycopene→β-carotene→zeaxanthin→zeaxanthin-β-diglucoside,分别由 crtB、crtE、crtI、crtY、crtZ、crtX 催化。关键产量数据:pC...
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代谢工程
Erwinia uredovoracrt基因簇基因功能分析大肠杆菌异源表达类胡萝卜素生物合成
Escherichia coli JM109
Escherichia coli JM109
Escherichia coli JM109
核心问题:研究枯草芽孢杆菌men基因簇启动子的转录调控机制,阐明其在生长和芽孢形成过程中的表达变化及其与甲萘醌积累的关系。
关键发现:men启动子活性在T0(对数生长结束)达到最大,随后下降
等 8 条
代谢工程
Bacillus subtilismen gene clustermenaquinonesigma Aspo0Aspo0H
Bacillus subtilis
Bacillus subtilis
Bacillus subtilis
核心问题:如何将非光合细菌欧文氏菌(Erwinia herbicola)的类胡萝卜素合成基因导入光合细菌Rhodobacter sphaeroides,使其光合装置中产生具有光捕获功能的外源类胡萝卜素(如β-胡萝卜素)。
关键发现:在TC40(pRER1A)中,主要类胡萝卜素为β-胡萝卜素(84%)、玉米黄质(12%)和β-隐黄质(3%)
等 3 条
代谢工程
Erwinia herbicolaRhodobacter sphaeroidesβ-胡萝卜素光捕获复合物类胡萝卜素细菌光合作用
Rhodobacter sphaeroid...
Rhodobacter sphaeroid...
Rhodobacter sphaeroid...
核心问题:阐明酒酒球菌(Leuconostoc oenos)中赤藓糖醇形成的酶学途径,并解释氧气对该多元醇从葡萄糖生产的影响。
关键发现:果糖-6-磷酸磷酸酮醇酶和木酮糖-5-磷酸磷酸酮醇酶共纯化,果糖-6-磷酸竞争性抑制木酮糖-5-磷酸活性(Ki=26 mM),相应Km分别为22 mM和1.6 mM,Vmax分别为0.48和2.33 U/mg蛋白。无氧时葡萄糖消耗速率1.4 μmol/min/g湿重,赤藓糖醇产量占37%(约0...
代谢工程
NAD(P)H氧化酶厌氧磷酸酮醇酶葡萄糖代谢赤藓糖醇酒酒球菌
Leuconostoc oenos GM
Leuconostoc oenos GM
Leuconostoc oenos GM