共 107 篇
核心问题:植物在芽期如何通过萜类化合物防御食草动物,以及薰衣草中萜烯合酶(TPS)和细胞色素P450(CYP)基因的功能及其生态学机制尚不清楚。
关键发现:LaTPS7在体外以GPP和NPP为底物共产生9种单萜(α-蒎烯、莰烯、月桂烯、柠檬烯、萜品油烯、芳樟醇、萜品醇、橙花醇等)
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植物代谢工程
P450基因TPS基因三营养级互作植物防御萜烯薰衣草
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Nicotiana benthamiana
核心问题:探究嫁接对棉花棉酚生物合成及色素腺形成的影响,并筛选参与棉酚合成的关键基因及潜在分子机制。
关键发现:高酚棉花叶片腺体密度:自嫁接根砧为53.83±3.71,互嫁接为45.95±3.16,未嫁接为79.78±5.49
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代谢工程
CottonDifferentially expressed genesGossypol contentGossypol synthesis related genesGraftingPigment gland density
棉花(Gossypium hirsutum)
棉花(Gossypium hirsutum)
棉花(Gossypium hirsutum)
核心问题:甜叶菊中bHLH转录因子家族尚未系统鉴定,且调控莱鲍迪苷A(RA)生物合成的分子机制不明。
关键发现:从甜叶菊基因组鉴定出159个SrbHLH基因,分为18个亚家族
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植物代谢工程
Rebaudioside AStevia rebaudianaTerpenoidsbHLH transcription factor
Stevia rebaudiana
Stevia rebaudiana
Stevia rebaudiana
核心问题:大肠杆菌细胞工厂在生物合成中面临能量供给不足和代谢负担,导致重组蛋白和化合物产量受限。
关键发现:β-胡萝卜素产量较野生型提高1.36倍,较空载体对照提高2.32倍
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合成生物学
BiosynthesisEscherichia coliGloebacter rhodopsinPhototrophRhodopsin
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:利用计算机辅助设计预测并验证能够提高酿酒酵母中Taxol®早期前体(尤其是紫杉二烯)产量的基因改造靶点,以突破现有菌株的产量瓶颈。
关键发现:通过筛选17个基因组修饰(9个基因敲除和8个基因过表达),确定了最佳菌株KM32(过表达ILV2、TRR1、ADE13和ECM31)。在BioLector微量生物反应器中,KM32在完全合成培养基(CSM)中以半乳糖为碳源时,紫杉二烯产量达到215 mg/L,较亲本菌株提高50%
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代谢工程
Computational metabolic engineeringGenome-scale modellingMevalonate pathwaySaccharomyces cerevisiaeSynthetic biologySystems biology
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:缺乏可诱导的双向启动子用于Yarrowia lipolytica中两个基因的协同表达,限制了合成生物学和代谢工程的应用。
关键发现:pEYK450在EYL1方向转录强度比EYK1方向高2.7倍(YFP)和3.5倍(RedStarII)
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合成生物学
Bidirectional promoterCo-expressionErythritolHybrid promoterInducibleSynthetic biology
Yarrowia lipolytica
Yarrowia lipolytica
Yarrowia lipolytica
核心问题:蓝藻中萜类生物合成途径碳通量低,需要识别并下调与目标萜类生产竞争的代谢通路,以提高异源萜类(异戊二烯、红没药烯)的产量。
关键发现:在异戊二烯生产中,crtE、chlP、thiG、ilvG、ccmA和gpi基因敲低后,诱导条件下异戊二烯产量(每细胞)显著高于对照
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代谢工程
Antisense RNABisaboleneIsopreneMetabolic engineeringSynechocystis sp. PCC 6803Terpenoids
Synechocystis sp. PCC...
Synechocystis sp. PCC...
Synechocystis sp. PCC...
核心问题:恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)在以糖酵解碳源(如甘油和木糖)生长时,通过丙酮酸脱羧生成乙酰辅酶A的过程会造成碳以CO2形式损失,导致产物-底物收率偏低。核心问题是减少碳损失,提高细胞适应性和产物收率。
关键发现:在甘油上,过表达Xfpk使比生长速率从0.12 h^-1提高到0.18 h^-1(增加44.3%),最大OD600从4.4提高到6.6(增加50%)
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代谢工程
Pseudomonas putida KT...
Pseudomonas putida KT...
Pseudomonas putida KT...
核心问题:烟草来源的cembratriene-ol在植物中含量低、化学合成困难,且已有重组宿主产量低,无法满足工业化生产需求
关键发现:初始菌株Z14产cembratriene-ol仅1.58×10^-2 mg/L
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代谢工程
Cembratriene-olDXP pathwayEscherichia coliKey enzymesSystematic optimization
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:酒精对微生物的固有毒性导致产物抑制,限制大规模发酵生产生物醇;对微生物酒精胁迫响应机理认识不足,尤其是膜蛋白质组对不同链长酒精的响应规律不清楚。
关键发现:葡萄糖补充显著提高MIC50:0.9%丁醇下,生长抑制从92.7%降至48.8%,MIC50从0.62%升至0.9%
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代谢工程
Bacterial stress responseBioalcoholE. coli membrane proteomeOmpC
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:量化并缓解表达卡尔文循环酶的酿酒酵母工程菌株在慢速生长条件下产生的乙醛和乙酸副产物,这些副产物源于 PRK/RuBisCO 旁路体内活性与生物合成 NADH 生成之间的不平衡。
关键发现:在 D=0.05 h^-1 的慢速厌氧恒化培养中,PRK/RuBisCO 菌株(IMX1489)较参考菌株乙醛产量高 80 倍、乙酸产量高 30 倍。将 RuBisCO 编码基因 cbbm 拷贝数从 15 降到 2,乙醛和乙酸产量分别降低 67% 和 29%;额外融合 19aa C 端标签使 ...
等 7 条
代谢工程
RuBisCO乙酸乙醇乙醛厌氧恒化培养
酿酒酵母
酿酒酵母
酿酒酵母
核心问题:将合成气发酵产生的稀乙醇流升级为高价值的奇数链羧酸(如戊酸和庚酸),并克服现有链延长系统主要生产偶数链产物、缺乏高效OCCA生产途径的瓶颈。
关键发现:血清瓶共培养以50 mM乙醇为底物时,主要产物为戊酸(5.4±0.1 mM),并产生丁酸(4.0±0.1 mM)、己酸(1.6±0.1 mM)和痕量庚酸(<0.5 mM)。在连续培养中,ELR为3.1 g乙醇/L/d时乙醇转化率达96.6%,戊酸稳态浓度为8.5 mM,产率5.7 mmol/L...
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合成生物学
Anaerotignum neopropionicumChain elongationClostridium kluyveriCo-cultivationEthanolPropionate
Anaerotignum neopropi...
Clostridium kluyveri
核心问题:酿酒酵母的Crabtree效应导致在有氧和过量葡萄糖条件下大量产生乙醇,造成非乙醇化学品生物合成中碳流失,需构建并验证Crabtree阴性底盘菌株的生物合成潜力。
关键发现:转录组分析显示sZJD-28中翻译相关基因下调,碳代谢相关基因显著上调。2,3-丁二醇:28-BD空质粒菌株产量208.4 mg/L,较11C-BD提高13倍以上,比产量提高16.8倍
等 4 条
代谢工程/合成生物学/发酵工程
Chassis strainCrabtree effectCrabtree negativeFatty acidsMicrobial productionSaccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:解析纤维素发酵菌Clostridium thermocellum中注释的糖酵解酶的真实催化特性与代谢角色,尤其是磷酸果糖激酶同工酶对底物和磷酸供体的选择性及其调控机制。
关键发现:Pfp以PPi为供体时,F6P的Vmax为39.7 μmol/mg/min(文献值),S7P的Vmax为6.294 μmol/mg/min,Km为3.236 mM
等 7 条
代谢工程
BioprocessingClostridium thermocellumEnzymesEvolutionGlycolysisKinetics
Clostridium thermocel...
Clostridium thermocel...
Clostridium thermocel...
核心问题:缺乏提供微生物细胞工厂及其合成化合物详细信息(如滴度、产量、培养和发酵条件)的数据库
关键发现:MCF2Chem包含8888条生产记录,涉及1231种化合物和590种微生物细胞工厂
等 7 条
合成生物学
Biochemical productMicrobial cell factoryProduction databaseRecommendation systemSynthetic biology
Escherichia coli
Saccharomyces cerevisiae
Yarrowia lipolytica
核心问题:萜类化合物生物合成中,羟基化酶(特别是细胞色素P450)对惰性碳骨架的功能化修饰机制不清、异源表达困难、活性及选择性不足,限制了萜类天然产物的微生物异源合成。
关键发现:CYP71AV2与CYP71AV1序列一致性高达86.7%
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代谢工程
BiooxidationCytochrome P450 monooxygenaseHydroxylaseNatural productsTerpenoids
拟南芥
拟南芥
拟南芥
核心问题:提高多底物特异性的吡咯赖氨酰-tRNA合成酶(PyIRS)变体对非典型氨基酸(ncAAs)的掺入效率,并应用于酶机制研究和酶工程改造。
关键发现:['MbPyIRS(N311A/C313A)对12种测试ncAAs的掺入效率均高于MmPyIRS(N346A/C348A)。', '单突变T56P使ncAA 5、2、1的掺入效率分别提高5.2倍、4.9倍和4.3倍,平均提高3.4倍。', '经四轮贪婪组合获得IPE变体,平均掺入效率比Mb-N...
等 3 条
合成生物学
Genetic code expansionNoncanonical amino acidPedHProtein main-chain modificationPyrrolysyl-tRNA synthetase
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:缺乏温和、绿色的(+)-新薄荷胺生物合成路线,传统化学法需昂贵的有毒催化剂和高温高压条件。
关键发现:从83种候选酶中筛选出Vibrio fluvialis JS17的ω-转氨酶VfTA,可催化(-)-薄荷酮胺化。以异丙胺为氨基供体时产物浓度0.19mM(转化率3.8%)
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合成生物学
(+)-N-Boc-Neomethylamine(+)-NeomethylamineAsymmetric synthesisBiocatalysisTransaminase
E. coli BL21(DE3)
核心问题:野生型橄榄醇酸环化酶(OAC)和四酮合酶(TKS)无法利用长链(C8以上)脂肪酰辅酶A生成更长烷基链的橄榄醇酸类似物,限制了新型大麻素类似物的生物合成。
关键发现:解析了OAC与3b复合物晶体结构(1.70 Å,PDB:5B09),鉴定出9Å长的戊基结合口袋及催化残基His78/Tyr72
等 6 条
代谢工程
antibacterial activitycannabinoidcrystal structure analysisenzyme engineering
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:首次系统鉴定大麻(Cannabis sativa)中氧脂素生物合成基因家族(LOX、AOS、AOC、HPL、OPR),并探讨其与大麻素生物合成前体己酸供应的潜在联系
关键发现:['在大麻基因组中鉴定出21个LOX、5个AOS、3个AOC、1个HPL和5个OPR氧脂素生物合成基因', 'LOX基因簇:CsLOX1,2,5,6,7位于2号染色体327 kb区域
等 6 条
代谢工程
Cannabis sativa
Cannabis sativa
Cannabis sativa