Biocatalytic anti-Prelog reduction of prochiral ketones with whole cells of Acetobacter pasteurianus GIM1.158
核心问题:开发高效且对映选择性的anti-Prelog全细胞生物催化剂,用于前手性酮的不对称还原,克服现有催化剂活性低、对映选择性差及底物耐受性有限的问题,以制备光学纯(R)-醇。
关键发现:优化反应条件为:温度35°C、缓冲液pH 等 3 条
核心问题:开发高效且对映选择性的anti-Prelog全细胞生物催化剂,用于前手性酮的不对称还原,克服现有催化剂活性低、对映选择性差及底物耐受性有限的问题,以制备光学纯(R)-醇。
关键发现:优化反应条件为:温度35°C、缓冲液pH 等 3 条
核心问题:大肠杆菌全细胞酮还原酶催化剂中,来自博伊丁假丝酵母的甲酸脱氢酶(CbFDH)在共表达木糖还原酶时活性显著下降(仅85 U/gCDW),成为NADH再生和整体催化效率的瓶颈,需要提高其胞内活性。
关键发现:单基因表达优化后CbFDH活性最高达614 U/gCDW(占可溶蛋白28%);共表达菌株Rosetta_XR_2FDH中FDH活性为251 U/gCDW,XR活性为1140 U/gCDW;与参考菌株BL21_XR_FDH(FDH 110 U/gCDW)相比,邻氯苯乙酮还原产率从19 mM提高至... 等 3 条
核心问题:酵母在工业酒精发酵中面临高浓度乙醇的毒性胁迫,导致乙醇生产率下降和发酵停滞,需要提高酵母乙醇耐受性以增加乙醇产量
关键发现:在乙醇胁迫下,Δpdr18突变体延滞期延长至10 h(野生型为2 h),且细胞内3H-乙醇积累量约为野生型的2倍 等 4 条
核心问题:在需氧菌 Pseudomonas sp. strain VLB120 中建立异丁酸及其他次级代谢产物的发酵生产平台,以克服兼性厌氧菌(如大肠杆菌)发酵时副产物多、碳收率低的问题。
关键发现:过表达 kivd 后,VLB120 能以葡萄糖为碳源产生异丁酸、异丁醇和3-甲基-1-丁醇;添加酵母提取物后异丁酸产量从5.4 μM提高到56.4 μM。通过删除 bkd 和竞争途径(尤其 panB 和 ilvE)并过表达缬氨酸合成途径及 Ehrlich 途径,最终工程菌株 C18 T7 在摇... 等 13 条
核心问题:揭示大肠杆菌从37°C升至42°C的热激响应如何影响代谢调控和发酵特性,特别是乙酸积累增加和细胞产量降低的分子机制,为温度诱导重组蛋白生产等应用提供理论依据。
关键发现:在好氧连续培养(稀释率0.2 h⁻¹)中,温度从37°C升至42°C导致特异性葡萄糖摄取速率从2.46±0.05降至2.28±0.04 mmol/gDCW/h(-7.31%),特异性乙酸生产速率从0.18±0.02升至0.32±0.04 mmol/gDCW/h(+77.8%),生物量产率从0.... 等 2 条
核心问题:利用乳制品废料(乳清/乳清渗透物)作为廉价诱导剂替代昂贵的IPTG,用于大肠杆菌中重组蛋白的高密度生产。
关键发现:摇瓶实验中,乳清或乳清渗透物诱导的Adh活性与0.5 mM IPTG相当,纯乳糖诱导活性在20小时比IPTG高17% 等 5 条
核心问题:在酿酒酵母中,葡萄糖摄取是糖酵解通量的潜在控制步骤,但尚未被利用于提高代谢产物(如乳酸)的生产率。本研究旨在通过过表达己糖转运蛋白HXT1或HXT7来增加葡萄糖摄取,从而提高乙醇和乳酸的生产率与产量。
关键发现:过表达HXT1或HXT7均使葡萄糖消耗速率和乙醇产生速率加快 等 3 条
核心问题:如何通过计算模型设计基因敲除策略,使蓝细菌在光合自养条件下实现生物燃料(乙醇、异丁醇)的高产合成并与生长强制耦合,同时保持夜间维持代谢可行。
关键发现:线性电子流(LEF)产生的ATP/NADPH比约1.28(9 ATP/7 NADPH),而生物量合成至少需1.51,乙醇合成仅需1.17(7 ATP/6 NADPH),异丁醇为1.0(12 ATP/12 NADPH)。在简化网络中,共找到100803个乙醇相关基本模式,最大乙醇产量0.0416... 等 2 条
核心问题:缺乏对 Methanococcus maripaludis 代谢过程的系统综述;该菌可利用 CO2 和 H2 产甲烷且可工程化,但文献分散,需要整合以推动其应用。
关键发现:M. maripaludis 倍增时间约 2 h,最适生长温度 38°C,细胞直径 等 6 条
核心问题:在酵母细胞工厂中,不同碳源(葡萄糖、蔗糖、半乳糖、乙醇)和葡萄糖分批培养的二次生长转变(diauxic shift)期间,常用启动子的活性未被充分表征,导致基因表达难以预测和控制,影响工业化应用中的产量、速率和效价。
关键发现:在20 g/L葡萄糖中,TDH3、ENO2和ADH1启动子是中期对数期最强的启动子 等 8 条
核心问题:缺乏能够高效利用木质纤维素生物质(尤其是C5糖)并耐受预处理过程中产生的抑制剂的微生物底盘菌株。
关键发现:296株菌中3株L. pentosus、1株P. acidilactici和1株P. pentosaceus既能利用木糖和阿拉伯糖又对关键抑制剂高度耐受 等 6 条
核心问题:提高非常规酵母Pichia anomala的糖醇产量,克服传统诱变育种效率低和缺乏选择性遗传标记导致杂交体筛选困难的问题。
关键发现:通过两轮基因组改组,获得菌株GS2-3,总糖醇产量为47.1 g/L(100 g/L葡萄糖为底物),比原始菌株TIB-x229提高32.3% 等 5 条
核心问题:在大肠杆菌中,依赖MEP途径的类胡萝卜素生物合成需要前体甘油醛-3-磷酸(G3P)和丙酮酸的充足且平衡供应,但内源代谢网络中前体供给失衡,特别是G3P与丙酮酸的化学计量不平衡,成为限速瓶颈。
关键发现:野生型BW25113中神经孢子烯产量为2.05 mg/g DCW,番茄红素为1.64 mg/g DCW。敲除pgi使神经孢子烯产量提高约25% 等 5 条
核心问题:当前大肠杆菌异戊烯醇产量低,其生物合成途径需要系统优化。本研究旨在通过优化大肠杆菌内源MEP途径及其上游糖酵解途径,提高异戊烯醇(prenol和isoprenol)的产量。
关键发现:表达nudF菌株EWIP2产生2.6 mg L-1 prenol和2.2 mg L-1 isoprenol;过表达ispG使产量增加1.6倍;进一步过表达dxs使产量再增加2.1倍;敲除pgi后产量达到30.0 mg L-1,较EWIP4提高1.9倍;5L发酵中,经48小时获得总异戊烯醇61.... 等 3 条
核心问题:提高β-胡萝卜素在微生物中的产量,通过增强异戊烯基焦磷酸(IPP)和香叶基二磷酸(GPP)前体供应,并优化发酵工艺,以满足工业化需求。
关键发现:最终菌株YJM49在摇瓶中β-胡萝卜素产量为122.4±6.2 mg/L,是仅含天然MEP途径的YJM39(1.08±0.07 mg/L)的约113倍,是含MVA途径和天然MEP途径的YJM45(71.4±4.3 mg/L)的1.7倍。单独过表达DXS使YJM40产量达2.24±0.1 mg/... 等 2 条
核心问题:优化全细胞生物催化剂的氧化还原自给醇胺化过程,特别是提高反应温度、更换转氨酶,并阐明L-丙氨酸在其中的作用及宿主丙酮酸代谢对转化效率的影响。
关键发现:['TaCv的催化效率(Vmax/Km=0.06 U mg-1 mM-1)是TaVf(0.02 U mg-1 mM-1)的3倍', '在42°C时TaCv的活性(0.13 U/mg)比TaVf(0.03 U/mg)高4倍', '在37°C下,100 mM L-丙氨酸和100 mM NH4Cl时... 等 2 条
核心问题:木质纤维素废料中约40%的糖为戊糖(木糖和阿拉伯糖),但大多数生产菌株无法有效利用,且野生型大肠杆菌按葡萄糖>阿拉伯糖>木糖的顺序依次消耗糖类,导致戊糖残留和碳源浪费;同时需要实现以混合糖为底物高效生产(R)-3-羟基丁酸(3HB)。
关键发现:碳限制条件下3HB比生产率<2 mg g^-1 h^-1;碳过量批式培养时比生产率为25 mg g^-1 h^-1(PPA652ara),但Y3HB/CDW仅为0.06 g/g;氮耗尽条件下比生产率提高至31 mg g^-1 h^-1,Y3HB/CDW达1.38 g/g;氮限制补料批式进一步将... 等 4 条
核心问题:集胞藻光合自养生长时乙酰-CoA碳通量低,限制了正丁醇等发酵产物的合成,需要遗传和营养手段提高乙酰-CoA水平。
关键发现:氮饥饿使JA02的比丁醇产量提高达3倍,乙酰-CoA水平增加2倍 等 2 条
核心问题:莽草酸是合成抗病毒药物奥司他韦的重要中间体,但传统植物提取和化学合成方法成本高、原料受限,难以满足全球需求。本研究旨在通过代谢工程构建重组菌株,实现莽草酸的微生物发酵生产。
关键发现:在7 L生物反应器中,重组菌株莽草酸产量达4.2 g/L,而野生型仅0.53 g/L 等 4 条
核心问题:巴斯德毕赤酵母中缺乏稳定高效的附加型表达载体,现有整合型载体存在克隆间变异大、转化效率低、多拷贝遗传不稳定等问题,制约了重组蛋白生产与合成生物学应用。本研究旨在验证panARS序列在毕赤酵母中的附加型复制能力,并开发基于体内重组的快速基因组装方法。
关键发现:panARS-BFP附加型质粒的归一化荧光强度比整合型对照高数倍,而内源A76和C937载体表达水平显著较低。ddPCR拷贝数检测显示:panARS克隆拷贝数为6.11-19.08,整合型克隆为0.87-2.20,A76为0.39-0.66,C937为0.59-0.89。流式细胞术分析显示,9... 等 2 条