共 151 篇
核心问题:研究Xanthophyllomyces dendrorhous中类胡萝卜素生物合成(carotenogenesis)受葡萄糖分解代谢物阻遏的分子机制,尤其是Cyc8-Tup1辅阻遏复合物在此过程中的作用。
关键发现:在野生型X. dendrorhous中,以葡萄糖和甘油为碳源培养呈现双相生长,μ1=0.116±0.004 h^-1,μ2=0.039±0.004 h^-1,分别对应于单独葡萄糖(μ=0.12±0.02 h^-1)和甘油(μ=0.0404±0.0003 h^-1)的生长速率。CYC8基因ORF...
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代谢工程
CarotenogenesisCatabolic repressionCyc8-Tup1 co-repressor complexTranscriptional regulationXanthophyllomyces dendrorhous
Xanthophyllomyces den...
Xanthophyllomyces den...
Xanthophyllomyces den...
核心问题:微生物宿主选择如何影响醇-O-乙酰转移酶(AATase)的胞内定位和酶活,特别是异源表达于大肠杆菌时形成的聚集体导致活性显著降低的问题。
关键发现:在酿酒酵母中,Atf1-S.c、Atf2-S.c和Atf-S.p定位于脂滴,Atf-K.l、Atf-P.a和Atf-S.l分布在胞质
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代谢工程
AATaseEnzymesEstersEthyl acetateProtein localization
Saccharomyces cerevis...
Escherichia coli BL21...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:利用可再生的生物柴油甘油通过环境友好的集成过程生产高附加值化学品3-羟基丙酸(3HP)和丙烯酸(AA),解决传统石化路线依赖不可再生原料、存在安全隐患及高碳排放等问题。
关键发现:甘油进料速率为62.5 mg/g_CDW/h时,40 g甘油经L. reuteri转化获得19.9 g 3HP和17.5 g 1,3PDO,浓度分别为14 g/L和12 g/L,3HP和1,3PDO得率分别为0.48 g/g甘油和0.42 g/g甘油,摩尔比为1:1
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发酵工程
1,3-Propanediol3-Hydroxypropionic acidAcrylic acidBiocatalysisBiodiesel glycerolCascade enzymatic reaction
Lactobacillus reuteri...
Lactobacillus reuteri...
Lactobacillus reuteri...
核心问题:解决废弃甘油作为碳源时,如何通过遗传改造提高大肠杆菌合成氢气和乙醇的产量,并挖掘新的有利遗传背景。
关键发现:筛选150个单突变体,发现12个新突变体(gnd, tdcE, rpiA, nanE, tdcB, deoB, sucB, cpsG, frmA, glgC, fumA, gadB)至少在一个目标产物上优于野生型;gnd突变体在46 h时乙醇和氢气产量分别提高1.43倍和1.31倍;tdcE突...
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代谢工程
Escherichia coliEthanolGlycerolHigh throughputHydrogen
Escherichia coli BW25113
Escherichia coli BW25113
Escherichia coli BW25113
核心问题:鉴定并表征艾氏酵母(Arxula adeninivorans)中参与1-丁醇降解第一步的醇脱氢酶Aadh2p,阐明其在1-丁醇代谢中的作用,为利用该酵母生产1-丁醇提供理论基础和工程靶点。
关键发现:从Arxula adeninivorans中鉴定到编码356个氨基酸的AADH2基因(ORF 1068 bp),Aadh2p分子量约38.9 kDa,天然形式为约88 kDa的二聚体,定位于细胞质,以NAD(H)为辅因子。纯化的6h-Aadh2p对1-丁醇氧化和丁醛还原的kcat/KM分别为4...
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代谢工程
1-butanolAadh2pAlcohol dehydrogenaseArxula adeninivorans
Arxula adeninivorans LS3
Arxula adeninivorans ...
Arxula adeninivorans ...
核心问题:大肠杆菌在好氧发酵中产生的乙酸副产物会破坏跨膜pH梯度而抑制细胞生长,且乙酸作为废碳降低了碳利用率。本研究旨在构建高效利用乙酸为唯一碳源生产β-石竹烯的工程大肠杆菌,以解决乙酸抑制作用并实现废碳再利用。
关键发现:最终工程菌株YJM67在5-L补料分批发酵中,72 h时生物量和β-石竹烯产量分别达到12.6 g/L和1.05 g/L,比生产力为1.15 mg h^-1 g^-1干细胞,乙酸转化为β-石竹烯的转化效率(克对克)达2.1%,约为理论产率的5.6%。摇瓶条件下引入MVA途径使YJM66产量达8...
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代谢工程
Acetic acidE. coliMVA pathwayβ-caryophyllene
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:解析经适应性进化得到的葡萄酒酵母菌株Affinity™ ECA5相对于祖先菌株Lalvin EC1118®在氮代谢和香气代谢方面的代谢重塑机制,尤其是脂质管理对乙酸酯生物合成的影响。
关键发现:进化菌株Affinity™ ECA5相对于祖先菌株Lalvin EC1118®,在不同氮(70–330 mg/L)和植物甾醇(2–8 mg/L)条件下系统性过量产生高级醇(除丙醇外)和乙酸酯
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代谢工程
Adaptive evolutionAroma compoundsNitrogenOn-line monitoringPhytosterolsTranscriptome
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:鉴定突变株MK19中未知类胡萝卜素(HDCO)并进一步提高虾青素产量,探索CrtS在双环和单环类胡萝卜素合成途径中的作用。
关键发现:MK19胞内虾青素含量比野生型高17倍
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代谢工程
AstaxanthinAstaxanthin synthase (CrtS)HDCOOverexpressionPhaffia rhodozyma
Phaffia rhodozyma (Xa...
Phaffia rhodozyma (Xa...
Phaffia rhodozyma (Xa...
核心问题:解析Mucor circinelloides中控制类胡萝卜素生物合成的新型调控机制,并通过遗传工程构建β-胡萝卜素高产菌株。
关键发现:筛选得到34个颜色突变体,其中8个在已知类胡萝卜素结构基因(carB、carRP)和调控基因(mcwc-1c、mcwc-2)中无突变,提示存在未知调控因子。MU206和MU218在黑暗中β-胡萝卜素含量分别为81.6 μg/g和63.1 μg/g,而野生型仅8.6 μg/g
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代谢工程
Carotenogenesis regulationKnockout mutantsWhole-genome sequencingcrgAβ-carotene
Mucor circinelloides
Mucor circinelloides
Mucor circinelloides
核心问题:解析恶臭假单胞菌KT2440在甘油为唯一碳源时,碳/氮限制条件下生长与中链聚羟基脂肪酸酯(mcl-PHA)合成相关的基因表达与代谢通量耦合机制,为理性改造提高PHA产量提供系统生物学基础。
关键发现:恶臭假单胞菌KT2440在甘油上的维持能系数为0.039 mmol甘油/(g CDW·h),约为大肠杆菌的1/16,真实生长得率为0.505 g/g
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代谢工程
Elementary flux modesFlux balance analysisGlycerol metabolismMetabolic flux analysisNitrogen and carbon limitationPolyhydroxyalkanoates
Pseudomonas putida KT...
Pseudomonas putida KT...
Pseudomonas putida KT...
核心问题:红酵母 Xanthophyllomyces dendrorhous 中缺乏高效删除二倍体靶基因的方法,难以通过解除麦角固醇对甲羟戊酸途径的反馈抑制来进一步提高虾青素产量。
关键发现:通过逐步增加 G418 浓度从 60 个菌落中获得 5 个双 CYP61 缺失菌株;双缺失菌株在 72 小时内未检测到麦角固醇合成,而野生型和单缺失菌株在 24 小时后停止合成;双缺失菌株在 72 小时虾青素产量为
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代谢工程
Xanthophyllomyces dendrorhous代谢工程基因删除虾青素生产酵母
Xanthophyllomyces den...
核心问题:在大肠杆菌中缺乏短支链酰基辅酶A(尤其是异戊酰辅酶A)的天然合成途径,导致以异戊酰辅酶A为前体的酰基间苯三酚及TAL类似物(如PIVP和HIBP)难以通过微生物从可再生碳源高效合成,已有途径往往产生混合酰基辅酶A并受氨基酸代谢干扰。
关键发现:构建的异戊酰辅酶A途径在大肠杆菌中实现滴度1421.8±129.2 nmol/g湿重,比基于BCDH复合物的途径提高约16倍;菌株APG-1(携带HIVPS)产生PIVP
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代谢工程、合成生物学
4-Hydroxy-6-isobutyl-2-pyroneEscherichia coliIsovaleryl-CoAPhlorisovalerophenoneValerophenone synthase
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:微生物宿主对高浓度乙醇的耐受性低,导致生物燃料发酵效率受限,尤其是运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)在乙醇胁迫下生长和产乙醇能力下降。
关键发现:从易错PCR文库中筛选到4个乙醇耐受突变株(ZM4-mrpoD1~4),其中ZM4-mrpoD4耐受性最佳。在9%(v/v)乙醇胁迫22h后,ZM4-mrpoD4、回补菌株ZM4-imrpoD和对照菌株的葡萄糖消耗速率分别为约1.77、1.78和1.39 g/L/h
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代谢工程
Error-prone PCREthanol toleranceGlobal transcription machinery engineering (gTME)Random mutagenesisZymomonas mobilisσ70
Zymomonas mobilis ZM4
Zymomonas mobilis ZM4
Zymomonas mobilis ZM4
核心问题:解析Saccharomyces kudriavzevii中具有广谱底物特异性的2-酮酸脱羧酶Aro10p的酶学特性,并探索其能否用于改善Saccharomyces cerevisiae的香气化合物(高级醇和乙酸酯)生产能力。
关键发现:在缬氨酸为氮源时,表达SkARO10的JET01Sk菌株异丁基乙酸酯产量约为JET01Sc的9倍
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代谢工程
2-keto acid decarboxylaseARO10Acetate estersAmino acid catabolismGrantham matrixHigher alcohols
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces kudriav...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:酿酒酵母中细胞质乙酰辅酶A供应受限于内源PDH旁路途径,难以持续将糖转化为乙酰辅酶A衍生化学品,导致甲羟戊酸等目标产物产量不高。
关键发现:从构巢曲霉、小鼠、解脂耶氏酵母、红冬孢酵母和油脂酵母等来源筛选ACL,其中构巢曲霉ACL活性最高,约比其他活性来源高一个数量级。表达ACL使柠檬酸水平在标准氮和低氮条件下分别降低39%和35%
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代谢工程
ATP citrate lyaseAcetyl Coenzyme AIsoprenoid synthesisMetabolic engineeringMevalonate pathwaySaccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:缺乏可预测、可调的转录控制工具来精确调控酵母内源基因表达,从而难以平衡代谢通量以高效生产异戊二烯类化合物和三酰甘油。
关键发现:测试了101种gRNA结构覆盖14个启动子
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代谢工程
IsoprenoidsMxi1Transcriptional regulationTriacylglycerolsVPRYeast
酿酒酵母 (Saccharomyces c...
酿酒酵母 (Saccharomyces c...
酿酒酵母 (Saccharomyces c...
核心问题:酿酒酵母中单萜香叶醇产量较低,主要受限于前体牻牛儿基焦磷酸(GPP)供应不足和香叶醇的内源代谢消耗。
关键发现:通过删除 OYE2 或 ATF1 基因,香叶醇产量分别提高
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代谢工程
ERG20GeraniolGeranyl diphosphateMonoterpeneSaccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:质粒表达异源MVA途径不稳定且对宿主生长造成负担,需要构建遗传稳定且表达平衡的MVA途径以提升β-胡萝卜素产量。
关键发现:通过激活atoB基因(用M1-37启动子)使β-胡萝卜素产量比CAR001提高26%
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代谢工程
Escherichia coliIsoprenoidMVA pathwayRBSβ-carotene
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:盐胁迫对Zymomonas mobilis细胞生长和乙醇产量有不利影响,导致糖转化率下降,需要提高其耐盐性以满足工业需求。
关键发现:构建了约200个Z. mobilis ZM4突变体,筛选到耐盐突变株ZMT2(CGMCC 11888)。在2% NaCl胁迫下,ZMT2发酵66h后残糖浓度为5.30%,远低于ZM4的16.75%和Δ1122的22.50%
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代谢工程
Genome walkingSalt stressTn5-based transposon mutagenesisZymomonas mobilishimA
Zymomonas mobilis ZM4
Zymomonas mobilis ZM4
Zymomonas mobilis ZM4
核心问题:乙醇添加可提高酿酒酵母中S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM)的积累,但乙醇同化条件下的代谢机制尚不清楚,需要定量解析中心碳代谢通量的变化。
关键发现:在稀释率0.06 h^-1的化学恒化培养中,乙醇培养下SAM含量为1.8 mg/gCDW(葡萄糖为0.58 mg/gCDW),SAM比生产速率为0.27 μmol/gCDW/h(葡萄糖为0.089 μmol/gCDW/h)
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代谢工程
13C代谢通量分析中心碳代谢乙醇代谢氧化还原平衡酿酒酵母
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...