共 151 篇
核心问题:如何通过基因扰动在不影响细胞生长的情况下提高酿酒酵母的倍半萜(尤其是石竹烯)产量,并识别新的可操作基因靶点。
关键发现:在酿酒酵母中,通过串联杂合缺失UBC7、SSM4/DOA10和PHO86,石竹烯产量达到125 mg/L(摇瓶),比未修饰的AM94菌株(11.2 mg/L)提高11倍,比野生型EG60(2.5 mg/L)提高50倍
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代谢工程
CaryophylleneERADHMG2Heterozygous deletionSaccharomyces cerevisiaeSesquiterpene
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:木糖母液含有高浓度木糖(35%-40%)和其他糖类(L-阿拉伯糖10%-15%、葡萄糖8%-10%、半乳糖8%-10%)以及抑制物糠醛和5-羟甲基糠醛,难以用简单方法分离木糖,导致低价值母液难以利用,需要一种有效的生物方法将其转化为高价值木糖醇。
关键发现:木糖母液含木糖35%-40%、L-阿拉伯糖10%-15%、葡萄糖8%-10%、半乳糖8%-10%
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代谢工程
假丝酵母木糖异构酶基因敲除木糖母液木糖醇枯草芽孢杆菌生物转化
Bacillus subtilis 168
Bacillus subtilis 168
Bacillus subtilis 168
核心问题:酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)在高级醇生产方面的能力远低于大肠杆菌(Escherichia coli),其中心代谢网络的结构限制(如区室化、缺乏捷径反应)导致无法有效供应合成高级醇所需的前体和还原力。
关键发现:['模拟结果显示,大肠杆菌中心代谢的基本模式数为34,880,而酿酒酵母仅690,说明其灵活性远低于大肠杆菌。', '通过基因缺失,大肠杆菌的1-丁醇和异丁醇产量分别可达0.14和0.19 Y_Cmol/Cmol glucose。', '酿酒酵母表达梭菌CoA依赖途径实验仅产生约2.5 mg/...
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代谢工程
中心碳代谢代谢工程通量平衡分析酿酒酵母高级醇
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:利用线性规划分析量化工程化Zymomonas mobilis的代谢能力,确定代谢边界,理解各代谢通路间的关联及对乙醇生产的影响。
关键发现:最大ATP产量为11.667 mol/mol葡萄糖、9 mol/mol木糖和10.333 mol/mol混合底物
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代谢工程
Zymomonas mobilis
Zymomonas mobilis
Zymomonas mobilis
核心问题:利用代谢工程大肠杆菌高效生产类视黄醇(retinoids),解决其化学不稳定和细胞内生物降解的问题
关键发现:初始视网膜产量为2.2 mg/L
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代谢工程
β-胡萝卜素裂解酶代谢工程双相培养大肠杆菌类视黄醇
Escherichia coli DH5α
Escherichia coli DH5α
Escherichia coli DH5α
核心问题:木质纤维素材料难降解、水解所需酶成本高,且缺乏能够直接利用纤维素进行同步生长与乙醇生产的重组微生物。
关键发现:最终乙醇产量为1.25 g/L,达到理论值的87%,比仅分泌三种纤维素酶的联合体高3倍
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代谢工程
cellulosecellulosomeconsolidated bioprocessingethanolyeast
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:通过代谢工程改善前体(FPP)和辅因子(NADPH)供给,提高酿酒酵母中高价值倍半萜α-檀香烯的产量,以替代植物提取和化学合成的经济可行生物制造方法。
关键发现:最优菌株SCIGS24在稀释率0.05 h^-1下达到α-檀香烯产量0.0052 Cmmol (Cmmol葡萄糖)^-1,相比对照菌株SCIGS28(0.0013 Cmmol/Cmmol)提高4倍
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代谢工程
Continuous cultureIsoprenoidsMetabolic engineeringSaccharomyces cerevisiaeSesquiterpenes
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:实现以氢气为驱动力、无需外源辅酶添加的体内偶联反应,将羟丙酮不对称还原为(R)-1,2-丙二醇,避免化学计量辅酶使用和副产物污染问题。
关键发现:体外偶联反应中,2%羟丙酮条件下20小时生成235–252 μmol 1,2-丙二醇,3%条件下生成134–158 μmol。异源表达后H16-KLB4在FGN培养基中ReSH活性3.22 U/ml、KIADH活性4.64 U/ml,野生型H16仅ReSH活性4.10 U/ml。体内偶联反应中...
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代谢工程
(R)-1,2-propanediolAlcohol dehydrogenaseCofactor regenerationHydrogen-driven bioconversionHydrogen-driven cell factoryHydrogen-oxidizing bacterium
Ralstonia eutropha H1...
Ralstonia eutropha H16
Escherichia coli HB10...
核心问题:定量解析产黄青霉中底物循环通量及其ATP消耗,解释代谢通量分析中无法平衡的ATP缺口,并评估其对青霉素生产的影响
关键发现:底物循环总ATP消耗为42.8 mmol/CmolBM/h,占MFA ATP平衡缺口的52.1%。各循环通量:FBPase 7.25±0.91,G6P磷酸酶10.6±2.1,多糖降解6.47±0.76,甘露醇循环1.326±0.162,海藻糖循环0.065±0.014,赤藓醇循环0.021±0...
代谢工程
ATP consumptionPenicillium chrysogenumcarbon metabolismisotopic non-stationary flux analysissubstrate cycles
Penicillium chrysogenum
Penicillium chrysogenum
Penicillium chrysogenum
核心问题:微藻作为生物燃料原料,其油脂(特别是三酰甘油)产量和脂肪酸组成尚不理想,需要通过代谢工程改造脂质合成途径以提高油脂产量并优化脂肪酸组成,使其更适合生物柴油生产。
关键发现:表达胞质型ACCase使油菜种子含油量增加5%
等 12 条
代谢工程
biodieselfatty acid modificationlipid biosynthesismetabolic engineeringmicroalgaetriacylglycerol
Brassica napus
Brassica napus
Brassica napus
核心问题:D-苯甘氨酸转氨酶(D-PhgAT)在毕赤酵母中表达时形成不溶性包涵体,可溶性活性酶产量极低,需要提高其功能性表达水平。
关键发现:单独表达密码子优化的dpgA时,D-PhgAT蛋白占细胞总蛋白的30%,但大部分为不溶性包涵体,可溶性比活性仅0.0054 U/mg,体积活性2.9 U/L
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代谢工程
Pichia pastoris KM71
Pichia pastoris KM71
Pichia pastoris KM71
核心问题:实现纤维素直接发酵生产乙醇的效率较低,难以达到工业水平,需要提高纤维素降解能力。
关键发现:共表达AoelpI和纤维素酶的菌株PASC降解活性为246 mU/g湿细胞,是单表达纤维素酶菌株的2.9倍
等 2 条
代谢工程
BioethanolCell-surface displayCellulaseCelluloseExpansin-like proteinSwollenin
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:蓝藻P450(尤其是CYP110家族)的催化功能大多未知,缺乏可溶性表达系统和底物谱广的P450工具酶,难以用于合成黄酮类及羟基化小分子化合物。
关键发现:CYP110E1与RhFRed融合后在大肠杆菌中功能表达,CO差光谱证实活性。Naringenin转化为apigenin,转化率31.5%
等 11 条
代谢工程
CYP110CyanobacteriumCytochrome P450Flavone synthaseNostoc sp. strain PCC 7120Zerumbone
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:比较大肠杆菌和酿酒酵母作为萜类化合物生产宿主的理论潜力,确定提高异戊烯基二磷酸(IPP)产量的代谢工程策略。
关键发现:DXP与MVA途径单独考虑时碳化学计量相同(最大IPP碳产率0.83 C-mol/C-mol),但纳入宿主代谢后,E. coli野生型最大IPP产量为0.67 C-mol/C-mol(零生长)和0.57(有生长),S. cerevisiae为0.53和0.39
等 4 条
代谢工程 / 合成生物学
Constrained minimal cut setsElementary mode analysisEscherichia coliIn silicoIsoprenoidsMetabolic engineering
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:揭示外部pH和氢分压(P_H2)如何影响嗜热产氢菌Caloramator celer的碳和电子通量分布,以优化生物制氢过程
关键发现:['pH 6时获得最高H2产量:H2积累106 mmol/l,H2产率2.97 mol/mol葡萄糖;pH 8和7时H2产率约低33%(分别为1.90和1.69 mol/mol葡萄糖)。', '碱性pH下最大比生长速率μmax比酸性pH高约3倍:pH 8为1.50 h-1,pH 7为1.34 ...
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代谢工程
Biohydrogen productionCaloramatorEthanolFermentationFormateHydrogen tolerance
Caloramator celer
Caloramator celer
Caloramator celer
核心问题:在工程化大肠杆菌中,由(R)-1-苯基-1,2-乙二醇(PED)一锅法高效生产(S)-PED时,NAD+和NADPH辅因子不足或比例失衡导致转化效率低、产率低。
关键发现:引入PNTs后,RSAB菌株在NAD+/NADPH比例为3.0或更高时,6小时内(S)-PED的光学纯度达97.4%,产率达95.2%
等 3 条
代谢工程
Alcohol dehydrogenases/reductasesChiral alcoholMetabolic pathwayOne-step stereoinversionRedox cofactor regeneration
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:单萜生物合成检测通常依赖气相色谱-质谱联用(GC-MS),分析通量低,成为菌株和发酵条件组合筛选的严重瓶颈,缺乏简单快速的高通量预筛选方法。
关键发现:DPPH在十二烷中最大吸收波长为510 nm,线性范围至1 mM(R²=0.999)
等 5 条
代谢工程
2,2-diphenyl-1-picrylhydrazylAntioxidantBiosynthesisDPPHIsoprenoidLimonene
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:在PichiaPink™表达系统中实现内切葡聚糖酶的组成型表达,避免使用有毒且易燃的甲醇诱导剂,同时维持与AOX1启动子相当或更高的产酶水平。
关键发现:在15 L生物反应器优化条件下,GAP启动子重组菌株总分泌蛋白达3-5 g/L(最高7.3 g/L),CMCase活性分别为AfCel12A 1200±100 nkat/ml、TaCel5A 170±10 nkat/ml。纯化后比活力AfCel12A为1040 nkat/mg,TaCel5A为...
发酵工程
AOX1 promoterEndoglucanaseGAP promoterHeterologous protein expressionPichia pastorisPichiaPink
Pichia pastoris Pichi...
Pichia pastoris Pichi...
Pichia pastoris Pichi...
核心问题:研究巴斯德毕赤酵母在补料分批培养中生产米根霉脂肪酶(ROL)时的转录响应,揭示未折叠蛋白应答(UPR)的诱导机制,并分析比生长速率、碳氮源及HAC1过表达对相关基因转录水平的影响。
关键发现:在甲醇培养中,AOX1 mRNA水平达到约30 fmol/μg总RNA
等 3 条
发酵工程
HAC1Pichia pastorisRhizopus oryzae lipasefed-batch cultivationsandwich hybridizationunfolded protein response
Pichia pastoris X-33
Pichia pastoris X-33
Pichia pastoris X-33
核心问题:类胡萝卜素传统生产方法(化学合成和植物提取)存在产量低、成本高的问题,需要开发低成本、环境友好的微生物生产方法,特别是利用酵母和农业工业废弃物作为底物。
关键发现:类胡萝卜素市场2010年约12亿美元,预计2018年达14亿美元,年复合增长率2.3%
等 8 条
发酵工程
Agroindustrial wastesPigmentsYeast
Rhodotorula glutinis
Xanthophyllomyces den...
Saccharomyces cerevisiae