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核心问题:解析禾谷镰刀菌中TRI6和TRI10对TRI5表达及脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)生物合成的调控机制,特别是长链非编码RNA RNA5P对TRI5表达的顺式抑制作用。
关键发现:tri6突变体中有56个差异表达基因(DEGs),tri10突变体中有450个DEGs
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代谢工程 / 合成生物学
Fusarium graminearumTRI10TRI5TRI6deoxynivalenollong non-coding RNA
Fusarium graminearum ...
Fusarium graminearum ...
Fusarium graminearum ...
核心问题:植物中多环聚异戊二烯酰基间苯三酚(PPAPs)的桥环双环[3.3.1]壬烷骨架的生物合成机制长期不明,尤其是催化形成A型和B型双环骨架的关键酶尚未被发现。
关键发现:HscPTa对底物grandone 1的KM为62.01±10.06 μM,对DMAPP的KM为65.44±6.63 μM,对kolanone 2的KM为114.24±20.03 μM
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合成生物学
Hypericum sampsoniibicyclo[3.3.1]nonanehyperforinpolycyclic polyprenylated acylphloroglucinolsprenyltransferaseregiodivergent biosynthesis
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Nicotiana benthamiana
核心问题:传统萜类化合物合成依赖有限的手性池前体,化学催化剂难以实现无偏线性萜烯的立体选择性头尾环化。本文旨在利用角鲨烯-环氧化物环化酶(SHC)的生物催化能力,实现无偏萜烯的立体控制环化,为萜烯合成提供通用的手性骨架。
关键发现:利用工程化SHC变体,实现了十种手性萜烯骨架的合成,其对映选择性与非对映选择性均>99%。其中,G600R变体对E-香叶醇乙酸酯(6)的环水合选择性达95%,活性较野生型提高7倍
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合成生物学
biocatalysischemoenzymatic synthesiscyclodextrinsqualene-hopene cyclaseterpene synthesis
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:可溶性甲烷单加氧酶(sMMO)由三个功能互补但结构复杂的组分(羟化酶MMOH、还原酶MMOR、调控蛋白MMOB)组成,异源表达获得活性重组sMMO十分困难,限制了其在工业上的应用;而传统甲基营养菌生产甲醇产量和效率低。
关键发现:['构建的minisMMO(sm1)在体外以NADH为还原剂氧化甲烷,转换频率(turnover frequency)为0.32 s⁻¹。', '每个sm1在20小时内约产生2000摩尔甲醇(每摩尔酶),即累计甲醇产量约2000 mol/mol sm1。', '在sm1表达的重组E. coli...
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合成生物学/代谢工程
Escherichia coliapoferritin scaffoldenzyme miniaturizationmethanol productionprotein engineeringsoluble methane monooxygenase
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:罗汉果苷生物合成关键酶SgUGT94-289-3对不对称底物罗汉果苷的混杂识别和多种催化模式的结构基础尚不清楚,且高效合成高甜度M5和SIA仍具挑战。
关键发现:SgUGT94-289-3催化M2E→M3和M3E→SIA的β(1-6)糖基化产物特异性近90%,催化M3→M4A和SIA→M5的β(1-6)糖基化特异性约70%,而催化M4A→M5的β(1-2)糖基化产物占比低于30%
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合成生物学/代谢工程
M5SIASgUGT94-289-3catalytic selectivitydual-pocketglycosyltransferase
Escherichia coli Rose...
核心问题:重新定义链霉菌中EshA的功能,证明其是Family 2B encapsulin外壳蛋白而非转录因子或cAMP结合蛋白,并揭示2-甲基异冰片(2-MIB)这一广泛存在的挥发性萜类化合物的生物合成在蛋白壳内进行区室化。
关键发现:在放线菌中鉴定了723个2-MIB生物合成基因簇,其中80%编码Family 2B encapsulin
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合成生物学
2-methylisoborneolStreptomycescryo-EMencapsulinprotein nanocompartmentterpenoid biosynthesis
Streptomyces coelicol...
Streptomyces coelicol...
E. coli BL21(DE3)
核心问题:大麻素在酵母细胞工厂中的产量低,需要解析大麻二酚(CBD)对酵母细胞生理的影响机制,特别是多效药物抗性(PDR)和脂质代谢适应,以指导菌株改造。
关键发现:以0.5 mM CBD处理酿酒酵母CENPK2-1C,在约45小时出现生长拐点(post-diauxic shift),该表型与溶剂和营养环境无关。转录组分析发现8个显著上调基因(log2 fold change>1.5,adjusted p<0.05):CIS1, RDN37-1, PDR5...
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代谢工程
Saccharomyces cerevisiaecannabidiolcannabinoid biosynthesislipidomicsmetabolomicspleiotropic drug resistance
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:在工程化大肠杆菌中提高柠檬烯产量,解析代谢瓶颈并指导菌株改造。
关键发现:ALDH-ADH敲除、LDH敲除和HK过表达分别使柠檬烯产量提高约8倍、11倍和8倍(7小时IPTG诱导后)。13C示踪显示EMP通路贡献94.5%,ED通路5.5%
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代谢工程/合成生物学
Escherichia coli K-12...
Escherichia coli K-12...
Escherichia coli K-12...
核心问题:QS-21 是一种强效疫苗佐剂,目前从智利皂皮树中提取,但其复杂的 C18 酰基侧链的生物合成途径未知,限制了异源生产与应用。
关键发现:CCL1 (Qs0229930) 在酵母中产生最高水平的 2-MB-CoA/IV-CoA;PKS5 是产生 C9-δ-内酯最活跃的 PKS;通过 shotgun 表达鉴定出 5 个额外基因(KR1、KR2、ACT2、ACT3、UGT73CZ2);在本氏烟草中生产 QS-21 的产量为
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合成生物学 / 代谢工程
QS-21Quillaja saponariaheterologous expressionsaponin biosynthesisvaccine adjuvant
Nicotiana benthamiana
Nicotiana benthamiana
Nicotiana benthamiana
核心问题:解析两种近缘鼠尾草属植物Salvia abrotanoides和Salvia yangii间abietane型二萜(包括丹参酮)代谢谱差异的分子基础,寻找参与丹参酮生物合成的候选基因。
关键发现:转录组组装获得S. yangii 372,862个潜在转录本、S. abrotanoides 258,647个
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代谢工程
Salvia abrotanoides; ...
Salvia abrotanoides; ...
Salvia abrotanoides; ...
核心问题:探究龙涎香主要成分安布雷因(ambrein)是否通过结合维生素D受体(VDR)发挥部分生物活性,并寻找具有更高VDR亲和力的酶法合成非天然oncoreoids。
关键发现:安布雷因(1)的VDR结合EC50为112±29 μM,远高于活性维生素D3(VD-III)的0.00064±0.00022 μM
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合成生物学
BmeTC三萜安布雷因维生素D受体酶法合成龙涎香
E. coli BL21(DE3)
E. coli BL21(DE3)
E. coli BL21(DE3)
核心问题:PHA生产成本高,需寻找低成本原料并优化生产条件;利用乳品加工废弃物(乳清)作为廉价碳源生产PHA。
关键发现:R. eutropha产PHA能力优于B. megaterium
等 7 条
发酵工程
Ralstonia eutropha
Bacillus megaterium
Ralstonia eutropha
核心问题:人类皮肤微生物组产生的气味分子吸引蚊子,导致蚊媒疾病传播;现有驱避剂如DEET存在健康风险且成本高,亟需鉴定可通过改造皮肤微生物组来减少蚊虫吸引的靶标气味分子。
关键发现:乳酸和乙酸是葡萄球菌和棒状杆菌培养中最丰富的挥发性产物
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合成生物学
Aedes aegyptigeraniollactic acidlanding behaviormosquito repellentskin microbiome
Staphylococcus属(皮肤共生菌)
Corynebacterium属(皮肤共生菌)
核心问题:设计一个盐诱导的高效合成启动子,以替代组成型启动子用于植物抗逆基因工程,避免组成型表达带来的代谢负担和基因沉默。
关键发现:瞬时转化烟草中,PS启动子在NaCl、PEG、ABA处理24h时GUS活性比CaMV35S分别高7倍、5倍、4倍
等 3 条
合成生物学
Abiotic stressCaMV35SCis-regulatory elements (CREs)GUS activityMotifSalinity stress
Nicotiana tabacum (cv...
Arabidopsis thaliana ...
核心问题:解析经适应性实验室进化获得的耐多胁迫红冬孢酵母菌株IST536 MM15细胞壁的理化组成变化,揭示其鲁棒表型背后的细胞壁机制。
关键发现:进化菌株IST536 MM15的总脂质含量为36.2%(原始菌株24.9%),C18:1比例56%(原始41%)
等 4 条
代谢工程
Rhodotorula toruloidesadaptive laboratory evolutioncell wallchitinglucomannansmulti-stress tolerance
Rhodotorula toruloide...
Rhodotorula toruloide...
Rhodotorula toruloide...
核心问题:研究不同碳源如何驱动两株木糖驹形氏杆菌(Komagataeibacter xylinus)的细菌纤维素合成,并探究通过敲除葡萄糖脱氢酶基因(gdh)减少葡糖酸积累对纤维素产量和碳源代谢的影响。
关键发现:在HS培养基中,Δgdh K2G30菌株第6天BC产量为7.947±0.618 g/L,而HS-E中为2.927±0.481 g/L
等 4 条
代谢工程
Agro-wastesBacterial celluloseGluconic acidGlucose dehydrogenaseKomagataeibacter xylinus
Komagataeibacter xyli...
Komagataeibacter xyli...
核心问题:植物面临盐胁迫时生长受抑,类胡萝卜素作为抗氧化剂和植物激素前体在抗逆中发挥重要作用。如何通过基因工程提高植物类胡萝卜素含量并增强耐盐性,是培育耐盐高营养作物的关键问题。
关键发现:过表达LcLCYB、LcLCYE和LcBCH的烟草总类胡萝卜素含量分别为对照的约3倍、3倍和2.5倍
等 2 条
代谢工程
β-胡萝卜素羟化酶烟草番茄红素β-环化酶番茄红素ε-环化酶盐胁迫类胡萝卜素生物合成
烟草 (Nicotiana tabacum)
烟草 (Nicotiana tabacum)
烟草 (Nicotiana tabacum)
核心问题:阐明蝗虫黄色表皮着色中几丁质结合类胡萝卜素蛋白BBP的分子机制及其与β-胡萝卜素结合的特性和稳定性。
关键发现:重组BBP与天然BBP具有相同的吸收光谱,最大吸收峰位于428、452和481 nm
等 7 条
结构生物学
beta-carotenecarotenoproteinchitin-bindinglocustyellow protein
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:揭示茯苓酸(pachymic acid)在茯苓(Wolfiporia cocos)中的生物合成途径,特别是鉴定参与该途径的CYP450酶。
关键发现:茯苓基因组组装大小为58.1 Mb,contig N50为1.42 Mb,预测蛋白编码基因16,015个。在不同温度(22.5°C、28°C、33.5°C)下,PA含量分别为0.19、1.83、1.30 mg/g(干重),28°C最优。过表达WcCYP52的OE-1菌株中PA含量为野生型的7....
等 2 条
代谢工程
CYP450Wolfiporia cocosbiosynthesisgenomepachymic acidtranscriptome
Wolfiporia cocos
Wolfiporia cocos
Wolfiporia cocos
核心问题:解析耐冷性不同的芒草(C4禾本科植物)在低温和黑暗条件下通过非光化学淬灭(NPQ)进行光保护的分子调控机制,特别是暗期积累玉米黄质对NPQ诱导速度的影响。
关键发现:高耐冷品种MsaRB在冷夜后NPQ诱导速率较对照提高66%
等 7 条
植物逆境生物学与光合作用调控
C4 grassMiscanthuschilling tolerancenon-photochemical quenching (NPQ)zeaxanthin
Miscanthus saccharifl...
Miscanthus saccharifl...
Miscanthus saccharifl...