Identifying setterterpenoids via feature-based molecular networking and small-scale fermentation
核心问题:天然产物中低丰度新化合物(尤其是微量二倍半萜类)的快速发现与鉴定,传统化学分析常忽略低产量天然产物。
关键发现:从1 g大米培养基发酵得到1.7 mg粗提物,FBMN在m/z 300-500范围内共356个节点;分离得到fusoxyoridenoind A (1 等 7 条
核心问题:天然产物中低丰度新化合物(尤其是微量二倍半萜类)的快速发现与鉴定,传统化学分析常忽略低产量天然产物。
关键发现:从1 g大米培养基发酵得到1.7 mg粗提物,FBMN在m/z 300-500范围内共356个节点;分离得到fusoxyoridenoind A (1 等 7 条
核心问题:首次在非常规二倍体酵母热带假丝酵母中实现紫苏酸(perillic acid)的从头合成,解决以柠檬烯为底物生物转化生产紫苏酸依赖外加底物、成本高的问题。
关键发现:['表达截短tLS_Ms使L-柠檬烯产量比全长LS_Ms提高2.78倍,达到0.26 mg/L', '细胞质过表达七个前体合成基因使L-柠檬烯产量比对照提高31.7倍,达8.17 mg/L(线粒体和过氧化物酶体表达分别为2.32和3.15 mg/L)', '过表达内源ERG20使L-柠檬烯产量... 等 2 条
核心问题:挖掘并表征一种能同时催化人参皂苷Rb1、Rb2、Rb3和Rc的C3位葡萄糖水解的β-葡萄糖苷酶,以制备多种稀有人参皂苷。
关键发现:Anglu04478基因长1455 bp,编码484个氨基酸,预测分子量54.54 kDa,pI 5.1 等 8 条
核心问题:从自然界分离能高效合成nostoxanthin的菌株,通过优化培养条件和补料分批发酵实现高产量生产,并评估其抗氧化活性,为工业化应用提供基础
关键发现:菌株COS14-R2基因组为3,677,457 bp,GC含量68.35%,含crtB、crtI、crtY三个类胡萝卜素合成基因;最优培养条件为35°C、pH 等 3 条
核心问题:解析长春花(Catharanthus roseus)中调控萜类吲哚生物碱(TIA)生物合成的ZCT转录因子亚家族成员及其调控机制,特别是新鉴定的ZCT4、ZCT5、ZCT6的功能与冗余性。
关键发现:从长春花转录组中鉴定出65个Cys2-His2锌指转录因子,ZCT亚家族包含ZCT1-6(其中ZCT4-6为新成员,ZCT6存在截短变体tZCT6)。组织表达分析显示ZCT3在多数组织中表达最高,花中ZCT5和ZCT6最高 等 4 条
核心问题:水稻胚乳中类胡萝卜素生物合成因PSY1基因沉默而受阻,如何通过启动子修饰激活内源沉默基因以实现胚乳中的代谢工程
关键发现:4M启动子驱动GFP表达,相对mRNA水平从0.1-0.2提高到0.8-1,GFP蛋白(27 kDa)在愈伤和T1种子中检测到 等 4 条
核心问题:长春花叶片中萜类吲哚生物碱(TIA)生物合成随发育阶段变化,未成熟叶中vindoline途径基因高表达,但调控该发育模式的分子机制未知。本研究旨在鉴定并功能表征参与TIA生物合成年龄相关调控的转录因子,即Golden2-like(GLK)转录因子。
关键发现:沉默CrGLK使叶绿素含量显著降低(p<0.001),CrLHCB2.2表达下降23-56% 等 4 条
核心问题:探索南极苔藓Sanionia uncinata的萜烯代谢多样性,并鉴定能合成抗疟药物前体amorpha-4,11-diene的酶。
关键发现:Sanionia uncinata释放多种倍半萜类挥发物,其中amorpha-4,11-diene(保留指数1480,质谱相似度89%)被明确鉴定。 等 6 条
核心问题:解析香蕉COR2-like基因上游启动子的组织特异性与胁迫诱导特性,揭示次级代谢(生物碱)基因在逆境下的转录调控机制。
关键发现:MusaCOR2-like的CDS长957 bp,编码318个氨基酸的蛋白,理论pI 5.67,预测分子量约35 kDa 等 5 条
核心问题:比较DO-stat和恒定流加两种甘油补料策略对毕赤酵母表达天然及工程化β-呋喃果糖苷酶的影响,以确定更适合工业生产的补料方式。
关键发现:摇瓶筛选中,工程菌株G250.2(GAPfopA_V1)最高酶活121.8±6.0 U/mL,比参考菌株GAPfopA(79.3±4.93 U/mL)提高约53.6%。在生物反应器中,DO-stat策略下GAPfopA最高体积酶活2129.25±816.39 U/mL,比GAPfopA_V1(... 等 5 条
核心问题:如何利用耐热马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)以木质纤维素原料(玉米芯)为可持续底物,高效生物合成高价值抗氧化剂白藜芦醇,并实现全浆同步糖化发酵(SSF)的一体化工艺,以减少对植物提取和化学合成的依赖。
关键发现:300 rpm条件下,S9-FjTAL和YBL001-FjTAL的p-香豆酸产量比200 rpm分别提高2.6倍和1.5倍;YBL001-FjTAL在YPD中最高达31.12±0.02 mg/L。② 葡萄糖发酵中,S9-RBP和YBL001-RBP在36、105、170 g/L葡萄糖下白藜芦醇... 等 3 条
核心问题:微生物细胞工厂生产高价值天然产物时,下游产品回收成本高(占总生产成本高达80%),传统吸附珠(如Diaion HP-20)存在剪切应力损伤细胞、磨损降解等问题,缺乏可定制化的高效吸附材料。
关键发现:['BEMA40(40% v/v致孔剂)在3D打印材料中对Sudan 1和紫杉醇的吸附能力最高,Sudan 1吸附平衡常数K=416.5±94.7,紫杉醇K=32.3±0.6', 'BEMA40在5 mL酿酒酵母培养中紫杉二烯滴度达46±2 mg/L,与Diaion HP-20(54±4 mg...
核心问题:如何通过代谢工程提高肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)生产1,3-丙二醇和2,3-丁二醇的效率,特别是通过调控与目标产物无直接代谢关联的氢化酶-3来改善胞内氧化还原平衡。
关键发现:以甘油为碳源时,野生型菌株在11小时消耗28.30 g/L甘油并产生13.91 g/L 1,3-丙二醇,转化率0.59 mol/mol 等 5 条
核心问题:celastrol 作为强效抗炎和抗肥胖剂,但其药物开发受限于植物材料供应有限、同组织中其他毒性化合物共存以及缺乏有效的化学合成方法,需阐明其生物合成途径以实现可规模化、经济高效的生物生产。
关键发现:['在超瘦素血症饮食诱导肥胖小鼠中,celastrol 诱导高达45%的体重减轻,是超过1000种天然化合物中最有效的瘦素增敏剂。', '化学全合成 celastrol 需至少30步,起始于2,3-二甲基丁二烯,不适合商业化。', '半生物合成中,celastrogenic acid 在60°... 等 2 条
核心问题:三萜类化合物结构复杂、化学合成困难,阻碍了其作为药物先导的开发;同时从天然来源纯化和先导优化面临挑战,需要利用工程生物学方法获取和利用其结构多样性。
关键发现:['植物中已报道超过20,000种三萜结构 等 3 条
核心问题:在工业安全微生物谷氨酸棒杆菌中开发高效单萜生产平台,克服此前单萜产量低(≤15 mg/L)的问题,并解析香叶醇还原为香茅醇的代谢机制。
关键发现:通过质粒优化使异戊烯醇产量达1504.6 mg/L(C. glutamicum中最高);在敲除crtE和idsA的菌株中,香叶醇类产物达321.1 mg/L,1,8-桉叶素达723.6 mg/L,芳樟醇达227.8 mg/L;异戊烯醇产量较原始质粒提高1.38倍(1504.64 vs 等 3 条
核心问题:β-法尼烯合酶催化产生β-法尼烯是维生素E生物合成的关键步骤,但植物来源产量低且酶结构未知,缺乏理性改造依据,导致β-法尼烯产量无法满足工业化需求。
关键发现:野生型AaFS β-法尼烯产量为450.65 mg/L,突变体L326I、M433I、V467I产量分别为3877.42 mg/L、2961.13 mg/L、767.65 mg/L,分别提高8.6倍、6.6倍、1.7倍。动力学参数显示L326I的kcat/KM为40.4×10^-3 μM^-1... 等 2 条
核心问题:紫杉醇生物合成途径中负责形成氧杂环丁烷环和C9羟化的关键酶长期未被鉴定,导致无法在异源宿主中重构完整途径以高效生产前体baccatin III。
关键发现:通过共表达7个先前已知的baccatin III合成基因与TOT1和T9aH1,在本氏烟草中成功合成了baccatin III,初步产量为50 ng/g干重(痕量水平) 等 2 条
核心问题:解析紫杉醇生物合成中从双加氧紫杉烷到高度氧化的四环核心骨架(1β-dehydroxybaccatin VI)之间的未知步骤,包括三加氧和四加氧紫杉烷的合成途径、C9α-羟化酶、C7-乙酰转移酶以及噁丁环酯形成的酶学机制。
关键发现:确定了紫杉醇生物合成中第二、第三羟基化反应顺序,成功合成三加氧紫杉烷7和10 等 6 条
核心问题:紫杉醇生物合成早期途径重构的瓶颈:细胞色素P450酶T5αH异源表达时催化混杂产生多种副产物,导致目标产物taxadien-5α-ol产量低且难以表征下游途径。
关键发现:使用NOS启动子后taxadien-5α-ol绝对产量提高3倍 等 7 条