共 151 篇
核心问题:托鲁烯和托鲁拉红素作为具有抗氧化、抗菌和抗癌潜力的微生物类胡萝卜素,目前未实现工业化生产,面临产量低、菌株效率不高以及人体安全性数据缺乏等障碍,需要全面评估其应用潜力并优化生产技术。
关键发现:托鲁烯和托鲁拉红素的ORAC抗氧化值分别为2.77和3.9(β-胡萝卜素为3.78);托鲁拉红素使DPBF分解速率降至0.002 mM/h,而β-胡萝卜素为0.013 mM/h,表明其单线态氧淬灭能力更强。
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代谢工程
DyesMicrobial carotenoidsRhodotorulaSporobolomycesYeast
Rhodotorula mucilaginosa
Rhodotorula mucilaginosa
Rhodotorula mucilaginosa
核心问题:提高毕赤酵母(Pichia pastoris)中重组蛋白的生产产量,通过引入转录和翻译增强元件。
关键发现:单拷贝UNall表达盒使阿魏酸酯酶A(FAE)产量较无元件对照提高约3倍
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代谢工程
Gene expressionPichia pastorisRecombinant protein productionYeastYield enhancement
Pichia pastoris GS115
Pichia pastoris GS115
Pichia pastoris GS115
核心问题:在近平滑假丝酵母中,(R)-羰基还原酶(RCR)和(S)-羰基还原酶(SCR)协同催化外消旋1-苯基-1,2-乙二醇(PED)转化为(S)-PED,但RCR活性低于SCR导致立体转化效率不高,且生物转化时间长(48小时)。
关键发现:重组C. parapsilosis/pCP-RCR催化(R)-PED氧化为2-HAP的比活力为0.74 U/mg,较野生型(0.04 U/mg)提高约18倍
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代谢工程
(R)-carbonyl reductase(S)-1-phenyl-1,2-ethanediolCandida parapsilosisIn situ expressionRacemic 1-phenyl-1,2-ethanediolStereoconversion
Candida parapsilosis ...
Candida parapsilosis ...
Escherichia coli DH5α
核心问题:木质纤维素水解产生的酚类化合物严重抑制C. beijerinckii的生长和ABE发酵,但对其耐受机制研究不足,缺乏有效的耐受性改造策略。
关键发现:通过插入失活Cbei_3304构建重组菌C. beijerinckii 3304::int,在含0.5 g/L阿魏酸的P2培养基中,DCW达1.90 g/L、丁醇产量6.45 g/L;在0.5 g/L香草酸下DCW为1.38 g/L、丁醇5.5 g/L。加入3 g/L CaCO3后,香豆酸条件...
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代谢工程
ButanolC. beijerinckiiPhenolic compoundTranscriptome analysisTransmembrane
Clostridium beijerinc...
Clostridium beijerinc...
Clostridium beijerinc...
核心问题:解决全细胞生物催化中辅因子供应不足和烷烃跨膜转运瓶颈,导致CYP153A6催化正辛烷羟化效率低、稳定性差的问题
关键发现:['全细胞共表达GLD未提高产物形成,反而在高细胞密度下降低系统稳定性,CYP+GLD全细胞在10小时后活性急剧下降', '化学渗透(多粘菌素B和Triton X-100)使初始羟化速率达全细胞的2-3倍(分别为0.0626和0.1060 mmol L⁻¹ min⁻¹),但24小时后速率损失9...
代谢工程
CYP153A6全细胞生物催化烷烃活化甘油脱氢酶膜透化转运
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:木质纤维素水解物中混合糖高效同时利用困难,尤其是大肠杆菌优先利用葡萄糖导致的碳代谢物阻遏(CCR)使得木糖等非葡萄糖糖类利用滞后,影响乙醇生产效率与原料经济性。
关键发现:在摇瓶发酵中,B0013-2021HPA在34°C以5 g/L木糖生长,葡萄糖浓度保持约50 g/L恒定
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代谢工程
Escherichia coliEthanolLignocellulosic hydrolysateThermo-regulated glucose utilization
Escherichia coli B001...
Escherichia coli B001...
Escherichia coli B001...
核心问题:如何通过菌株改造和发酵策略优化,实现从粗甘油高效生产1,3-丙二醇(1,3-PDO),同时降低副产物(乳酸、2,3-丁二醇)的积累,提高产量和生产率,并降低生产成本。
关键发现:在优化的重复补料分批发酵条件下,ΔldhA突变株最大1,3-PDO产量达81.1 g/L,生产率为3.38 g/L/h,且五个循环中产量稳定在79.9-80.5 g/L、生产率3.32-3.35 g/L/h。使用Δ(ldhA als)双突变株后,2,3-BDO与1,3-PDO的比例从50.6%...
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代谢工程
1,3-PropanediolCrude glycerolKlebsiella pneumoniaeMutantRepeated fed-batch fermentation
Klebsiella pneumoniae
Klebsiella pneumoniae
Klebsiella pneumoniae
核心问题:现有毕赤酵母启动子系统(如组成型P_GAP和甲醇诱导型P_AOX1)缺乏可调性,难以实现对两个基因的独立调控与精细调节,且甲醇诱导存在安全性和操作限制。
关键发现:甘油批次中最大比生长速率μ_max=0.27 h⁻¹,最大甘油比摄取速率q_s,max,gly=0.57 g g⁻¹ h⁻¹,生物量产率Y_X/S=0.47 g g⁻¹。FB1中P_DC启动子在甘油条件下始终有活性,在q_s,gly=0.28 g g⁻¹ h⁻¹时q_p达到最高0.492 mg...
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代谢工程
Bi-directional promoterBioprocess developmentMixed feedPichia pastorisTunable recombinant protein production
Pichia pastoris BSYBG11
Pichia pastoris BSYBG11
Pichia pastoris BSYBG11
核心问题:在毕赤酵母补料分批培养中,高细胞密度和重组蛋白生产导致硫、磷、氮等营养限制,影响细胞生长和重组蛋白产量,传统培养基无法满足需求,缺乏有效的检测和补救手段。
关键发现:甲醇和葡萄糖限制性补料分批培养中,晚期磷限制标志基因PHO84转录上调最高达89倍,硫限制标志基因JLP1-1上调达35倍
等 5 条
发酵工程
Fed batch cultivationMarker genesMedia optimizationNutrient limitationPichia pastorisStarvation
Pichia pastoris (Koma...
Pichia pastoris (Koma...
Pichia pastoris (Koma...
核心问题:LIP2和POX2启动子驱动重组蛋白生产时需疏水性诱导物(如油酸),成本高且难控制,需阐明碳源对启动子调控的影响以优化诱导策略。
关键发现:pLIP2在含葡萄糖的复合培养基中完全不被诱导,而pPOX2有微弱诱导
等 5 条
代谢工程
Carbon sourceCo-substrateLIP2POX2Promoter regulationRecombinant protein
Yarrowia lipolytica
Yarrowia lipolytica
Yarrowia lipolytica
核心问题:杜氏盐藻(Dunaliella salina)富含α-亚麻酸(ALA)但二十碳五烯酸(EPA)含量低,需要提高其EPA产量。
关键发现:野生型D. salina中EPA产量为1.6 mg/L,EPA占TFA的1.91%。过表达TpFADS6后,Ds-TpFADS6-8转化子的EPA产量达到21.3±1.5 mg/L,EPA占TFA达28.12%。添加500 mg/L肌醇后,EPA产量提高至91.3±11.6 mg/L。结合12...
代谢工程
Delta 6 fatty acid desaturaseEicosapentaenoic acidPerilla seed meal
Dunaliella salina
Dunaliella salina
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:从药用蘑菇虎奶菇(Lignosus rhinocerotis)中挖掘和鉴定具有细胞毒活性的倍半萜化合物,并解析其生物合成基因。
关键发现:三个倍半萜合酶基因在酵母中成功表达:GME3638产生19种倍半萜(其中6种醇),主要产物为(+)-torreyol(保留时间12.1 min);GME3634产生8种倍半萜(其中5种醇),主要产物为α-cadinol(保留时间12.18 min);GME9210仅产生2种低丰度倍半萜。从6 ...
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代谢工程
(+)-TorreyolHeterologous expressionLignosus rhinocerotisSaccharomyces cerevisiaeSesquiterpene synthaseSesquiterpenoid
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:降低Gluconobacter oxydans全细胞生物催化剂的制备成本,利用生物燃料产业副产物甘油作为廉价碳源替代传统的高浓度山梨醇培养基。
关键发现:G. oxydans 621H在含10 g/L甘油的矿物盐培养基中24 h ΔOD600为0.63,消耗甘油10.8 g/L,生成DHA 9.26 g/L(产率0.86 g/g)。敲除GOX2088后菌株不能以甘油为唯一碳源生长,证明甘油利用操纵子是生物质合成所必需
等 4 条
代谢工程
BiocatalysisGluconobacter oxydans 621HGlycerolXylonate
Gluconobacter oxydans...
Gluconobacter oxydans...
Gluconobacter oxydans...
核心问题:二萜类化合物在植物中含量低、结构复杂,难以通过化学合成或植物提取实现商业化生产,需要构建高效的微生物细胞工厂。
关键发现:初始菌株GW-1仅产2.31 mg/L 13R-MO
等 2 条
代谢工程
13R-manoyl oxideDiterpeneMetabolic engineeringSaccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:类胡萝卜素微生物生产中产量受限、产物毒性、膜储存空间不足以及稀有类胡萝卜素和衍生物合成途径缺乏等问题。
关键发现:Blakeslea trispora经氧传递速率控制(OTR 20.5 mM/L/h)产生β-胡萝卜素704.1 mg/L,添加番茄红素环化酶抑制剂产生番茄红素256 mg/L
等 9 条
代谢工程
CarotenoidsMembrane engineeringSynthetic biologySystems biology
Blakeslea trispora
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:快速生长的大肠杆菌在富葡萄糖有氧条件下产生乙酸溢出,导致发酵液酸化、生长抑制和产物产率下降。需要找到一种策略来缓解溢出代谢并提高产物比产率。
关键发现:与野生型ST1相比,ST2(ΔptsG)和ST8(ΔptsG ΔmglB ΔmalE ΔgalP)的最大OD600分别提高56%和77%,比生长速率从0.87/h降至0.34/h和0.33/h(降低61%),葡萄糖摄取率分别降低41%和69%,乙酸产量从3.2 g/L降至0.24 g/L和0....
等 4 条
代谢工程
13C Metabolic flux analysisEnhanced green fluorescent protein (EGFP)LycopeneSugar transportersTranscriptome analysisγ-Aminobutyrate (GABA)
Escherichia coli W (K...
Escherichia coli W (K...
Escherichia coli W (K...
核心问题:酵母表面展示纤维小体在整合生物加工中面临支架蛋白展示水平低、纤维素酶自组装效率低、纤维素酶活性不足等问题,限制了纤维素直接转化为乙醇的效率。
关键发现:ScafAGA3展示阳性细胞比例为54.6%,较ScafCipA3的38.6%提高41.3%;ScafAGA5展示阳性比例为55.6%;通过二硫键组装效率显著高于cohesin-dockerin:Te-aCBH1
等 7 条
代谢工程
乙醇二硫键合成纤维小体整合生物加工酵母表面展示
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:如何利用乙醇作为碳源,通过恶臭假单胞菌高效生产甲羟戊酸(萜类合成的重要前体),并克服异源表达不稳定、乙酸积累和碳流分配等问题。
关键发现:['在200 mM乙醇条件下,初始重组菌ELPP010可生产1.70 g/L甲羟戊酸;通过遗传稳定性改良和乙醇代谢操纵(ELPP211),产量提高至4.07 g/L,提升2.39倍(1.70 vs
等 6 条
代谢工程
EthanolMevalonatePseudomonas putida
Pseudomonas putida KT...
Pseudomonas putida KT...
Pseudomonas putida KT...
核心问题:从木材腐朽真菌Coniophora puteana中鉴定倍半萜合酶,实现β-copaene和cubebol的高效、高选择性微生物生产。
关键发现:鉴定到Copu2和Copu3两个倍半萜合酶,分别选择性生成β-copaene(62%选择性)和cubebol(75%选择性)
等 4 条
代谢工程
BasidiomycotaConiophora puteanaCopaeneCubebolFermentationHeterologous expression
Escherichia coli HMS1...
Escherichia coli HMS1...
Escherichia coli HMS1...
核心问题:在E. coli BL21中,CRISPR-Cas9介导的基因组编辑效率低且同源臂制备繁琐、成本高,gRNA设计缺乏可靠准则,导致基因组修饰耗时费力。
关键发现:优化CRISPR-Cas9在BL21中的基因敲除,成功删除10 kb DNA
等 9 条
代谢工程
Acetyl-CoA availabilityAsymmetric homology armsCRISPR-Cas9Cell sizeLycopeneTriacylglycerol pathway
E. coli BL21-Gold (DE3)
E. coli BL21-Gold (DE3)
E. coli BL21-Gold (DE3)