Detailed Structure-Function Correlations of Bacillus subtilis Acetolactate Synthase
核心问题:解析枯草芽孢杆菌乙酰乳酸合酶(AlsS)的结构-功能关系,以理解其在异丁醇生物合成中的催化机制,并指导工程改造提高其对替代底物2-酮异戊酸(KIV)的活性。
关键发现:获得了AlsS与ThDP、Mg2+的2.34 Å高分辨率晶体结构及2.50 Å过渡态结构;在pH 等 3 条
核心问题:解析枯草芽孢杆菌乙酰乳酸合酶(AlsS)的结构-功能关系,以理解其在异丁醇生物合成中的催化机制,并指导工程改造提高其对替代底物2-酮异戊酸(KIV)的活性。
关键发现:获得了AlsS与ThDP、Mg2+的2.34 Å高分辨率晶体结构及2.50 Å过渡态结构;在pH 等 3 条
核心问题:提高生物柴油生产中柴油组分(C12+)的选择性,克服传统ABE发酵产物催化烷基化主要生成C11及以下产物的限制
关键发现:优化后的Cu-HT催化ABE反应在240°C下总产率可达92%(entry 8),而Pd-HT在240°C下产率为95% 等 6 条
核心问题:准确量化酵母细胞中不稳定的氧化型(NADP+)和还原型(NADPH)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸是分析化学的难题,其比值具有重要生物学意义,但样品制备中易发生降解或氧化,导致测量偏差。
关键发现:在反相色谱中NADP+和NADPH的分离度为4.9,LC-MS/MS检测限为NADP+ 等 9 条
核心问题:利用可食用真菌金针菇异源表达红豆杉DBAT基因,实现从10-脱乙酰巴卡亭III(10-DAB)生物转化生产巴卡亭III,为紫杉醇前体的半合成提供生物催化途径。
关键发现:原生质体平均产量为(1.5±0.1)×10^8,在含0.6 mol L⁻¹ KCl的PDA上再生频率为2.27%±0.07%,在含30 μg mL⁻¹潮霉素B时再生频率为0.003% 等 6 条
核心问题:微生物细胞代谢复杂性导致化学品和燃料生产的产率难以达到经济性要求,尤其是低价值大宗化学品如异戊二烯的生产受到多种因素限制(副反应、产物毒性、慢发酵、分离成本等)。
关键发现:优化系统从PEP生产异戊二烯达约100%摩尔产率 等 4 条
核心问题:在酿酒酵母中异源生产单萜烯烃柠檬烯,并解决其高挥发性导致产物难以回收的问题。
关键发现:顶空捕集法获得(+)-柠檬烯0.12 mg/L和(-)-柠檬烯0.49 mg/L,而十二烷覆盖法仅获得0.028 mg/L和0.060 mg/L,顶空捕集产量高4-8倍。截短的Perilla柠檬烯合酶菌株(Sc-PfLS)最大产率为24 μg/L/h,截短的Citrus菌株(Sc-CtLS)为...
核心问题:解析西瓜中苦味与葫芦素生物合成的关系,并鉴定催化葫芦素生物合成第一步的关键酶基因
关键发现:苦味西瓜品种(如C. colocynthis 'Jourdan'、'Hazewa'及C. lanatus var. citroides PI 542114等)果实中均检测到葫芦素E和B及其糖苷,而非苦味品种(C. lanatus var. lanatus 'Big Crimson'等)未检测到葫芦素 等 4 条
核心问题:综述植物萜类化合物的核心生物合成途径(MVA和MEP)、调控网络及功能多样化机制,以支持高价值萜类产品的代谢工程与可持续应用。
关键发现:['植物至少产生 40,000 种萜类化合物,是化学结构最多样的天然产物类别。', '质体中 HDR(IspH)将 HMBPP 转化为 IPP 和 DMAPP,二者比例约为 5:1 至 6:1。', '在烟草质体共表达 FPP 合酶与倍半萜合酶,使倍半萜产量提高约 1000 倍。', '通过 ... 等 2 条
核心问题:系统阐述类胡萝卜素的结构、功能、生物合成、市场及生产系统,并评估代谢工程在提高类胡萝卜素产量中的作用。
关键发现:['全球类胡萝卜素市场2010年约10亿美元,β-胡萝卜素占25%市场份额,虾青素和叶黄素各占23%,虾青素价格最高(合成约2000美元/公斤,天然约7000美元/公斤)。', '植物工程最高产量:番茄过表达八氢番茄红素合酶使番茄红素达5 mg/g dw 等 10 条
核心问题:微生物生产异戊二烯类化合物面临效率低、商业化难的问题,需要开发高效细胞工厂。
关键发现:在酵母中工程化菌株产青蒿酸达25 g/L 等 11 条
核心问题:如何高效、绿色地生物合成天然圆柚酮((+)-nootkatone),以满足食品香料和杀虫剂等商业需求,克服化学合成与环境问题及天然提取产量低的瓶颈。
关键发现:圆柚酮气味阈值约为1 μg/L水 等 11 条
核心问题:真菌萜类天然产物生物合成途径的酶学、遗传和基因组学知识综述,特别关注子囊菌和担子菌之间的萜类代谢差异。
关键发现:担子菌基因组中倍半萜合酶数量平均是子囊菌的4倍(担子菌每个基因组10-20个,子囊菌4-10个) 等 5 条
核心问题:萜类化合物具有重要的工业与药学价值,但其天然来源提取困难、化学合成不经济。利用异源宿主进行萜类生物技术生产的关键在于鉴定并利用负责萜烯骨架氧化功能化的细胞色素P450酶。本文系统综述了P450在萜类功能化和代谢工程中的研究进展。
关键发现:['大肠杆菌中通过表达青蒿法呢烯合酶和异源甲羟戊酸途径,amorpha-4,11-diene产量高达27.4 g/L。', '青蒿CYP71AV1在大肠杆菌中经N端改造和共表达POR后,氧化产物总量达553 mg/L,但青蒿酸仅占一部分。', '通过工程化底物混杂的P450BM3(CYP102... 等 2 条
核心问题:如何有效地在高等植物和藻类中重构异戊二烯生物合成途径,以获得高产量目标代谢物,同时克服内源调控机制的制约。
关键发现:金色大米中β-胡萝卜素最高达1.6 μg/g胚乳 等 9 条
核心问题:异戊二烯是重要的工业化学品,主要来源于石油,需要开发可持续的生物合成方法;同时异戊二烯在植物抗逆中起作用,可工程化植物提高抗逆性。
关键发现:E. coli中通过MVA途径工程最高产量达123.6 g/L,产率2.21 g/L/h,葡萄糖得率16.3-17.4% 等 6 条
核心问题:微生物细胞色素P450单加氧酶在萜类化合物羟基化中的应用潜力有限,如何通过蛋白质工程提高其选择性、活性及异源表达效率,以替代传统化学氧化方法。
关键发现:野生型CYP102A1对β-紫罗兰酮的活性低于1/min,经两轮易错PCR获得的三突变体A74E/F87V/P386S活性提高300倍 等 6 条
核心问题:紫杉醇(Taxol)作为一种结构复杂的植物源抗癌天然产物,其可持续、经济高效的生产面临挑战,原生植物提取效率低且破坏环境,化学合成步骤多、产率低,需要开发替代性生物合成生产路线。
关键发现:2005年紫杉醇国际市场达到16亿美元 等 6 条
核心问题:随着测序技术的普及,大量推测参与萜类代谢的候选基因(特别是萜类合酶和细胞色素P450)亟待进行功能验证。传统的微生物异源表达系统面临密码子优化、蛋白错误折叠、亚细胞定位改变等难题,而植物稳定转化又耗时且难以进行多基因叠加,缺乏适合高通量筛选的原位表达平台。
关键发现:该平台可在7天内完成候选基因的克隆、转化、浸润和代谢物分析 等 5 条
核心问题:在植物底盘小立碗藓中实现萜类生物合成基因的稳定异源表达,以克服瞬时表达系统的局限性,并为萜类化合物的功能表征和生物技术生产提供替代方案。
关键发现:小立碗藓基因组约500 Mb,仅含71个细胞色素P450(拟南芥246个、水稻343个),内源仅有一个二萜合酶PpCPS/KS 等 5 条
核心问题:大肠杆菌异源合成β-水芹烯时,内源MEP途径碳通量不足,导致前体IPP和DMAPP供应有限,即使异源表达合酶也无法积累产物。
关键发现:单独表达PHLS或PHLS+GPPS均无法检测到β-水芹烯 等 4 条