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核心问题:阐明黄单胞菌(Myxococcus xanthus)中异戊酰辅酶A生物合成关键酶AibA/AibB催化无辅因子脱羧反应的分子机制,此前该酶被误注释为CoA转移酶,且活性位点半胱氨酸的作用存在争议。
关键发现:可溶性AibA/AibB产量达2.5 mg/L大肠杆菌培养(较之前几微克显著提高)
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合成生物学
生物合成结构生物学脱羧反应蛋白质表达酶
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:探讨萜烯合酶催化的碳正离子环化/重排中,底物固有反应性所扮演的角色,并验证基于气相量子化学计算预测的机理准确性。
关键发现:对trichodiene synthase,计算表明经中间体B的路径能垒约20 kcal/mol,而经A→D→E的质子转移路径能垒仅约8 kcal/mol,更合理
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生物催化
carbocationsenzymesinherent reactivityintrinsic reactivityterpenes
核心问题:青蒿素合成中关键中间体二氢青蒿醛(DHAAl)的高效制备问题
关键发现:ADS可将12-羟基法尼基焦磷酸(7)转化为(11S)-和(11R)-二氢青蒿醛的混合物(NMR显示3:2,GC-MS显示7:2),并伴有约10%的烯醇副产物
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合成生物学
artemisininchemoenzymatic synthesissesquiterpenoidssubstrate engineeringsynthetic biology
核心问题:评估真菌meroterpenoid环化酶的底物混杂性,以扩展真菌meroterpenoid的化学空间,并阐明其催化机制。
关键发现:通过化学酶法获得了12种非天然meroterpenoid,其中8种为新化合物
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合成生物学
chemoenzymatic synthesiscombinatorial biosynthesiscrystalline-sponge X-ray diffractionmeroterpenoid cyclasemeroterpenoids
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:表征海洋细菌 Streptomyces xinghaiensis 中一种多功能萜类合酶,揭示其广谱底物特异性、产物结构、催化机制,特别是金属辅因子依赖性及其分子基础。
关键发现:SpS可接受FPP、GGPP、GFPP和14,15-二氢GGPP,但不接受GPP。以GGPP为底物时主产物spata-13,17-diene(1)分离得6 mg(产率14%),副产物2和3分别得0.6 mg(1%)和0.8 mg(2%)。以GFPP为底物得prenylspata-13,17-d...
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合成生物学
同位素生物合成萜类酶机制金属辅因子
大肠杆菌(Escherichia coli)
无细胞体系(体外酶促反应)
大肠杆菌(Escherichia coli)
核心问题:植物中二倍半萜合成酶功能表征稀少,其碳正离子环化路径多样性和分子机制尚不明确,特别是产生新骨架的环化途径有待揭示。
关键发现:新合酶催化产生m/z=340的二倍半萜产物2-8,其中3a/3b具有6/11/5骨架,4-8具有6/6/7/5骨架
等 5 条
合成生物学
cyclization mechanismnatural productsquantum chemical calculationssesterterpene biosynthesisterpene synthases
Nicotiana benthamiana
Nicotiana benthamiana
Nicotiana benthamiana
核心问题:实现环肽等肽类化合物的后期功能化修饰,以便引入可点击基团并进行荧光标记,解决环肽后期修饰困难的问题。
关键发现:合成的烷基焦磷酸类似物库(1-23)中,AcyF接受1、3、6、8、20和22;在500 μM环肽、24 h、30°C条件下,供体20的底物转化率为72%±1.3(n=3);供体20的Km为0.44±0.03 mM,kcat为0.013±0.001 s⁻¹,kcat/Km为29.4±3.9 s...
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合成生物学
CyanobactinsCyclic PeptidesLate-Stage ModificationPhenyltransferasesRiPPs
核心问题:揭示细胞色素P450酶在eunicellane衍生的二萜生物合成中介导环化反应的新机制,特别是P450作为类萜烯环化酶参与初始骨架构建的罕见现象。
关键发现:从嗜热放线菌Amycolatopsis arida中基因组挖掘出ari基因簇,通过异源表达分离鉴定了三种高度氧化的6/7/5三环二萜aridacins A-C(1-3);AriE将GGPP环化为6/10双环cis-eunicellane骨架(化合物4),AriF通过C2-C6键形成催化环化生成...
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合成生物学
biosynthesiscytochrome P450 enzymeseunicellane diterpenoidsterpene cyclization
Amycolatopsis arida C...
Streptomyces lividans...
E. coli DL10026
核心问题:传统酸催化剂难以选择性控制单萜异构化过程中复杂的碳正离子重排网络,而天然单萜环化酶依赖磷酸化底物;本研究旨在改造鲨烯-藿烯环化酶(AacSHC),使其无需离去基团即可高选择性催化单萜异构化,尤其实现(+)-β-蒎烯向(+)-龙脑的精准转化。
关键发现:野生型AacSHC转化(+)-β-蒎烯2a时产物复杂
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合成生物学
BiocatalysisBronsted Acid CatalysisSecondary CarbocationsSustainable ChemistryTerpenoids
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)作为工业2,3-丁二醇(2,3-BD)生产菌株,其2,3-BD产量仍有提升空间。本研究旨在通过过表达2,3-BD生物合成途径中的关键酶来增强碳通量、提高2,3-BD产量。
关键发现:KG-rs菌株(同时过表达ALS和AR)在葡萄糖批式发酵中2,3-BD产量比亲本菌株提高12%
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代谢工程
2,3-BDKlebsiella pneumoniaeacetoin reductaseacetolactate decarboxylaseacetolactate synthase
Klebsiella pneumoniae...
Klebsiella pneumoniae...
Klebsiella pneumoniae...
核心问题:鉴定恶臭假单胞菌KT2440中CYP238A1(PP1955)的底物特异性及其天然电子传递伙伴,并解析该P450酶参与萜烯醇氧化的分子机制。
关键发现:CYP238A1可结合多种单萜和倍半萜醇,其中cis-nerolidol诱导55%高自旋血红素,结合常数Kd为1.96 ±
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代谢工程 / 酶工程
CYPP450PFORelectron transferphthalate dioxygenase reductaseterpenes
Pseudomonas putida KT...
Pseudomonas putida KT...
Pseudomonas putida KT...
核心问题:验证MEP途径是否直接参与阿吗碱生物合成,并通过代谢工程改造MEP途径及下游途径提高长春花毛状根中阿吗碱的产量。
关键发现:过表达STR的转基因毛状根中阿吗碱含量为对照的2.1倍(0.44 mg/g DW vs 0.21 mg/g DW)
等 5 条
代谢工程
Catharanthus roseusDXRMECSSTRalkaloidspathway engineering
Catharanthus roseus h...
Catharanthus roseus h...
Catharanthus roseus h...
核心问题:以酿酒酵母为模式菌株,解析脂质代谢与萜类生物合成的调控机制,并探索通过代谢工程手段提高萜类化合物产量的策略
关键发现:文章报道了具体产量数据:青蒿酸产量达100 mg/L
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代谢工程
Saccharomyces cerevisiaebiosynthesislipidsmetabolismterpenoids
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:研究茉莉酸甲酯(MJ)和水杨酸(SA)对过表达SmGGPPS的转基因丹参毛状根中丹参酮积累及生物合成基因表达的影响,探索进一步提高丹参酮产量的方法。
关键发现:水对照处理的总丹参酮含量为3.55~4.10 mg/g
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代谢工程
Salvia miltiorrhizabiosynthesiselicitorsmetabolic engineeringtanshinonestransgenic hairy roots
丹参(Salvia miltiorrhiz...
丹参(Salvia miltiorrhiz...
丹参(Salvia miltiorrhiz...
核心问题:青蒿素在黄花蒿中含量低(0.01%-0.5%干重),化学合成成本高,导致供应不足,急需提高黄花蒿青蒿素产量。
关键发现:青蒿素含量在转基因株系中为1.50-2.14 mg/g DW,是野生型(0.94 mg/g DW)的1.59-2.26倍
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代谢工程
Artemisia annua L.DBR2artemisinin biosynthesisoverexpression
Artemisia annua L.
Biotechnology and Applied Biochemistry · 2011
·
10.1002/bab.13
· 含路线图 · 有原文
核心问题:四倍体青蒿中青蒿素含量升高的分子机制尚不明确,需要解析多倍化如何影响青蒿素生物合成途径基因的表达,并探索提高青蒿素产量的方法。
关键发现:四倍体青蒿中青蒿素含量比二倍体提高39%-56%
等 6 条
代谢工程
Artemisia annua L.colchicineflow cytometrygene expressionstomatatetraploid
Artemisia annua L.
Artemisia annua L.
Artemisia annua L.
核心问题:从枸杞中克隆β-胡萝卜素羟化酶基因(chyb)并验证其功能,以实现玉米黄质在大肠杆菌中的生物合成。
关键发现:克隆获得939 bp的chyb ORF,编码312个氨基酸的蛋白,分子量约34.8 kDa,理论pI为8.36
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代谢工程
Lycium barbarumcarotenoidszeaxanthinβ-carotene hydroxylase
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:阐明单萜醇脱氢酶ADH2在青蒿中的组织特异性表达模式及其启动子调控机理,评估其对青蒿素生物合成的潜在影响。
关键发现:克隆了919 bp的ADH2启动子,预测TSS位于起始密码子上游54 bp,TATA-box位于-29~-24
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代谢工程
T形毛状体单萜合酶启动子活性腺毛萜类青蒿
青蒿 (Artemisia annua L.)
青蒿 (Artemisia annua L.)
青蒿 (Artemisia annua L.)
核心问题:评估一系列羰基还原酶对OPBE不对称还原的立体选择性,并探究酶-底物-辅因子相互作用如何决定还原产物的构型。
关键发现:在30个被测试的羰基还原酶中,约30%(9个)产生(S)-HPBE,其余主要产生(R)-HPBE。SeCR(来自酿酒酵母)催化OPBE还原为(R)-HPBE,转化率>99%,e.e.>99%,比活力29.0 U/mg,Km为0.22 mM,kcat为2.45 s⁻¹,kcat/Km为11.14...
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生物催化
Prelog's ruleasymmetric reductioncarbonyl reductasechiral alcoholdocking analysis
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:冷胁迫提高青蒿中青蒿素产量的分子机制尚不清楚。本研究旨在揭示冷胁迫通过内源茉莉酸信号通路促进青蒿素生物合成的调控机制。
关键发现:['外源MeJA处理(3 μM和5 μM)使青蒿幼苗在-7°C冷冻后的存活率分别达到57.13%和86.67%,显著高于对照的34.29%。', '冷胁迫6 h时,JA合成基因LOX1相对表达量比对照高8倍
等 3 条
代谢工程
Artemisia annua L.Cold stressartemisinin biosynthesisendogenous jasmonate
Artemisia annua L.
Artemisia annua L.
Artemisia annua L.