Monoterpene production by the carotenogenic yeast Rhodosporidium toruloides
核心问题:利用产类胡萝卜素的红冬孢酵母Rhodosporidium toruloides从木质纤维素生物质生产单萜类生物燃料,克服模式菌株(如酿酒酵母)不能天然利用木糖且单萜合成前体GPP供应不足的瓶颈。
关键发现:在R. toruloides中,16种单萜合酶中有8种功能表达,成功生产7种单萜 等 5 条
核心问题:利用产类胡萝卜素的红冬孢酵母Rhodosporidium toruloides从木质纤维素生物质生产单萜类生物燃料,克服模式菌株(如酿酒酵母)不能天然利用木糖且单萜合成前体GPP供应不足的瓶颈。
关键发现:在R. toruloides中,16种单萜合酶中有8种功能表达,成功生产7种单萜 等 5 条
核心问题:如何利用天然生物多样性筛选高效的异戊烯基磷酸激酶(IPK),建立从廉价C5醇(异戊烯醇和二甲基烯丙醇)合成IPP/DMAPP的半合成途径,从而扩展微生物萜烯合成能力,并实现神经孢烯(neurosporene)的高效微生物生产。
关键发现:从93个IPK中成功克隆82个基因,64个在大肠杆菌中过表达,39个在体外有活性,选出5个进行体内验证。最佳IPK来自Methanococcoides burtonii(UniProt ID: Q12TH9),使总类胡萝卜素产量提高约18倍(17.9±1.7倍),神经孢烯产量提高>45倍(46... 等 3 条
核心问题:缺乏经济环保的藏红花素(crocin)生产方法,传统提取依赖藏红花柱头,成本高且破坏环境;需要构建微生物细胞工厂实现从简单碳源合成crocin。
关键发现:CsCCD2可催化zeaxanthin生成crocetin dialdehyde,而CsZCD和CaCCD2无活性;ALD8和ALD3可将crocetin dialdehyde氧化为crocetin,其中ALD8活性更高;最优菌株YL4(pCsCCD2-UGT94E5-UGT75L6,pTrc... 等 3 条
核心问题:开发从杨树等木质纤维素生物质到高能量密度三环倍半萜喷气燃料混合组分(epi-isozizaeane 和 prespatane)的可持续、可规模化生产工艺,并评估其燃料性质是否适合作为 Jet A 的混合组分。
关键发现:在2 L生物反应器中,使用过滤的杨木水解液培养 PPS5 菌株,prespatane 产量最高达到 等 18 条
核心问题:阐明亮氨酸响应调控蛋白SSP_Lrp对螺旋霉素(SP)和必特螺旋霉素(BT)生物合成的调控机制,并通过改造该调控蛋白提高目标产物产量,尤其是III组分的比例。
关键发现:SP产量:ΔSSP_Lrp-SP菌株为476.2±3.1 μg/L,野生型S. spiramycticus 1941为313.3±25.2 μg/L,提高约1.5倍 等 4 条
核心问题:天然产生菌Serratia plymuthica中sodorifen产量低且VOCs背景复杂,难以进行功能研究,需要建立高效异源生产系统并验证sodorifen生物合成基因簇(BGC)的功能。
关键发现:S. plymuthica WS3236基因组包含38个BGC,其中4.6 kb的sodA-D为候选sodorifen BGC 等 5 条
核心问题:当前工业发酵多采用批式或补料批式方式,过程复杂、水耗高、难以连续生产;同时光自养与异养微生物共培养体系的相互作用机制尚不清楚,限制了其在连续发酵中的应用。
关键发现:共培养发酵周期由100 h延长至400 h 等 7 条
核心问题:MEP途径的调控机制不清楚,导致利用该途径进行微生物萜类化合物生产的代谢工程改造效果不佳,缺乏定量描述。
关键发现:['异源表达异戊二烯合酶(ispS)导致E. coli中IPP/DMAPP积累且严重抑制生长,与idi共表达后恢复生长并回至野生型IPP/DMAPP水平。', '通过代谢控制分析,Dxs的通量控制系数为0.35(Dxs活性增加1%,MEP途径通量增加0.35%)。', '在dxs过表达时,ME...
核心问题:巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)中缺乏甲萘醌生物合成途径,无法自身合成甲萘醌-4(MK-4),需要异源构建该途径以实现高附加值异戊烯基化合物的生产。
关键发现:通过异源表达HsUBIAD1在毕赤酵母中成功构建MK-4合成途径。优化培养条件(pH 等 3 条
核心问题:在酿酒酵母中,游离脂肪酸(FFA)生产受限于乙酰-CoA 供应不足和胞质氧化还原不平衡。传统乙酰-CoA 合成途径存在碳损失或高 ATP 消耗,且脂肪酸合成需要大量 NADPH,而糖酵解产生的 NADH 过多导致甘油积累。
关键发现:表达 PDH 复合物显著提高了 FFA 产量,改善了细胞生长和乙醇消耗,降低了甘油积累。最佳菌株 PDH7 在摇瓶中产生 等 5 条
核心问题:野生型Phaffia rhodozyma在28°C下无法生长且虾青素合成受到抑制,而工业发酵需要较高温度。该研究旨在揭示高温对细胞生长和虾青素合成的损伤机制,以及中温突变株MK19在28°C下的耐受和补偿机制。
关键发现:['MK19在28°C下培养100 h生物量达6 g/L,比21/25°C低约80%', '28°C下虾青素含量>2000 μg/g,约为21/25°C的2倍', '28°C下麦角固醇含量达7500 μg/g,约为21/25°C的2倍', '28°C下总脂肪酸含量约为21°C的50%,其中18...
核心问题:解析突变木糖还原酶(XR)辅因子偏好改变后,单倍体和二倍体酿酒酵母在木糖发酵中呈现不同代谢表型的转录调控机制。
关键发现:单倍体HX57D比HX62W木糖消耗率高34%,乙醇产量高 等 3 条
核心问题:异源微生物中甜菊醇(steviol)产量较低,需要代谢优化甜菊醇生物合成途径,以提高甜菊醇的产量。
关键发现:在摇瓶培养中,基因组工程菌株MGIUK(5'UTR工程化GGPPS、CDPS、KS)产生205±35 mg/L ent-kaurene,而质粒系统为191±7 mg/L;批式生物反应器中,MGIUK菌株ent-kaurene产量达623.6±3.0 mg/L,比质粒系统(531.5±7.1 m... 等 3 条
核心问题:评估Bar-seq方法用于研究酿酒酵母缺失文库在工业生物反应器培养过程中群体动态的可行性,并理解工业发酵条件下菌株生理变化及群体适应性的遗传基础。
关键发现:在6002个条形码基因中,2949个以至少10个计数被检测到。种子培养阶段群体高度相似(Pearson r>0.99)。在所有生物反应器环境中只有8.6%(212个条形码)突变体被保留,0.53%(13个)在所有条件下丢失。恒速补料(CF4和CF6)导致乙醇积累约37 g/L,而DO信号补料下... 等 2 条
核心问题:缺乏天然产香微生物,尤其是能耐受多重胁迫并产生橙花醇(nerol)的益生菌,导致橙花醇的生物合成难以实现,而化学合成存在成本高、工艺复杂、污染严重、产率低和副产物多等缺点。
关键发现:GXDK6在pH 2.5-10.0范围内均可生长 等 6 条
核心问题:在酿酒酵母中高效合成人参皂苷Compound K (CK),解决PPD糖基化效率低和UDPG供应不足的问题。
关键发现:WLN-1(仅过表达UGT1)96 h CK产量146.79±5.11 mg/L,PPD转化率22.68±0.29% 等 3 条
核心问题:如何通过操控目标DNA表达盒在细胞内的位置,提高代谢途径中膜结合酶的催化效率,从而改善类胡萝卜素等疏水产物的合成效率。
关键发现:RFP荧光强度降至对照的38.37% 等 4 条
核心问题:在酿酒酵母中建立异源脱落酸(ABA)生物合成途径,实现ABA的微生物生产,并解决途径通量瓶颈。
关键发现:表达bcaba1234即可在酿酒酵母中产生ABA 等 6 条
核心问题:紫杉醇前体紫杉二烯在酿酒酵母中产量低,主要瓶颈是紫杉二烯合酶(TASY)在酵母中表达量低且溶解性差。
关键发现:多拷贝染色体整合TASY并融合MBP和GFP标签后,紫杉二烯产量提高22倍,达到57±3 mg/L(30°C微尺度培养) 等 6 条
核心问题:解析商业葡萄酒酵母菌株在葡萄酒酿造条件下产生挥发性有机化合物(VOCs)的菌株依赖性差异的内在代谢机制,特别是氨基酸、碳和脂质代谢如何影响香气形成。
关键发现:四种商业菌株(Elixir, Opale, R2, Uvaferm)产生不同量的关键VOCs 等 4 条