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核心问题:在酵母中异源表达紫杉醇生物合成相关的细胞色素P450酶时,需要合适的NADPH:细胞色素P450还原酶进行电子传递以支持羟化酶活性,而内源酵母还原酶效率较低,需要克隆并利用同源的紫杉(Taxus)还原酶来增强P450羟基化效率。
关键发现:克隆的T. cuspidata还原酶cDNA全长2941 bp,ORF 2154 bp,编码717个氨基酸,基因组中为单拷贝
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代谢工程
paclitaxel紫杉醇红豆杉细胞色素P450 taxoid 10β-羟化酶细胞色素P450 taxoid 13α-羟化酶细胞色素P450还原酶
酿酒酵母 (Saccharomyces c...
酿酒酵母 (Saccharomyces c...
酿酒酵母 (Saccharomyces c...
核心问题:定量研究酿酒酵母中高水平人超氧化物歧化酶(SOD)合成对代谢网络的影响,并解析重组蛋白合成造成的代谢负担。
关键发现:重组菌株P+在葡萄糖和乙醇上的比生长速率分别比野生型P-降低34%和53%(原文摘要中为54%,结论中为53%,以结论为准);P-的菌体/底物产率分别比P+高49%(葡萄糖)和38%(乙醇);P-的ATP合成通量和ATP/底物产率均比P+高约50%;P+在葡萄糖生长期间64%的能量来自底物水平...
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代谢工程
S. cerevisiaehuman SODmetabolic flux analysisrecombinant protein
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:研究长春花毛状根中萜类吲哚生物碱水平的调控机制,特别是色氨酸供应对生物碱积累的影响。
关键发现:诱导后AS整体活性增加36%(从2.75增至3.75 pmol/mg/s)
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代谢工程
Catharanthus roseusanthranilate synthaseplant metabolic engineeringterpenoid indole alkaloids
Catharanthus roseus 毛状根
Catharanthus roseus 毛状根
Catharanthus roseus 毛状根
核心问题:大肠杆菌中单萜和二萜前体香叶基二磷酸(GPP)和香叶基香叶基二磷酸(GGPP)的胞内水平不足,限制了单萜和二萜类化合物的微生物生产。
关键发现:SOE4(FPP)操纵子使番茄红素产量比野生型提高6倍;pBBRSOE5与pACYC-IB共转化菌株最高番茄红素产量为1.08±0.02 mg/L/OD600,pBBRSOE4与pAC-LYC共转化为1.21±0.03 mg/L;体外酶活显示IspA(Tyr80Asp)产物中GGPP占>80%...
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代谢工程
carenecasbenecyclasediterpeneisoprenoidkaurene
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:开发一种快速高通量的基于生物反应器的测定方法,以同时评估针对甲羟戊酸途径多个酶的潜在抑制剂,用于开发针对多重耐药细菌的新抗生素。
关键发现:['中空纤维反应器在0.25 ml/min流速下达到最大产物生成
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代谢工程
HMG-CoAHMG-CoA reductaseHMG-CoA synthaseacetoxetylCoA thiolasebioreactorhollow-fiber reactor
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:紫杉醇(Taxol)天然来源有限,难以从红豆杉中大量获取,需开发异源生产体系。本文旨在将紫杉醇生物合成途径的第一步——由GGPP环化生成taxadiene——引入模式植物拟南芥,为后续生产紫杉醇前体奠定基础。
关键发现:克隆了T. baccata TXS cDNA(2589 bp,编码862个残基,98 kDa),截短预测质体转运肽并加C端His标签后在大肠杆菌中有活性,可催化GGPP生成taxadiene。在拟南芥中组成型表达全长His标记TXS,7个转基因系中6个检测到约80 kDa蛋白,其中C2和C3系...
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代谢工程
Arabidopsisgeranylgeranyl diphosphateglucocorticoidisoprenoidspaclitaxeltaxadiene
Arabidopsis thaliana
Escherichia coli
Taxus baccata
核心问题:解决如何确定基因改造的最优时间谱以实现产物产量最大化的问题,即动态调控关键代谢酶的表达而非在过程开始时进行简单的基因敲除。
关键发现:在甘油生产案例中,最优甘油激酶通量谱(前3.25 h为零,之后达到最大2 mmol/g biomass/h)使最终甘油浓度达到2.28 mmol/L,比全批次保持最大甘油通量的菌株(1.75 mmol/L)高30%
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代谢工程
bilevel optimizationconstraint-based modelingethanol overproductionflux balance analysismetabolic engineering
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:大规模生物反应器中溶解氧张力(DOT)梯度对重组大肠杆菌转录和代谢的影响,以及由此导致的细胞性能下降和异源蛋白产量降低的问题。
关键发现:在模拟DOT梯度条件下,混合酸发酵基因(ldhA、poxB、frdD、ackA、adhE、pflD、fdhF)转录水平较恒定10% DOT对照上调1.5~6.4倍,其中ldhA在好氧区上调6.4倍,pfl在好氧/厌氧区分别上调3.5/2.2倍,poxB和ackA上调超过3.3倍,adhE上调2...
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代谢工程
aerobic and anaerobic metabolismcirculation timedissolved oxygen gradientsrecombinant E. coliscale-downscale-up
Escherichia coli W311...
Escherichia coli W311...
Escherichia coli W311...
核心问题:微好氧条件下ArcA和FNR对大肠杆菌氧调控和糖酵解途径相关基因表达的影响,以及乳酸通量升高的分子机制。
关键发现:ArcA对fnr表达有负效应,arcA突变体中fnr表达比野生型最高高2倍
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代谢工程
QRT-PCRfermentative geneslactatemicroaerobic conditionspyruvate metabolism
Escherichia coli MG1655
Escherichia coli MG1655
Escherichia coli MG1655
核心问题:在大肠杆菌中通过乌枪法鉴定增强番茄红素积累的基因,特别是寻找除已知的dxs和rpoS之外的新调控基因。
关键发现:['从基因组文库筛选中获得6个阳性克隆(L4, H36, H39, H70, H72, H90),共含13个基因。', '通过BLAST鉴定,dxs、appY、crl和rpoS是增强番茄红素生产的主要基因,其中appY和crl为新发现。', '单独表达appY或dxs均可使番茄红素产量达2.8...
代谢工程
AppYCrlcolorimetric screeninglycopene
Escherichia coli DH5α
Escherichia coli DH5α
Escherichia coli DH5α
核心问题:如何通过磷酸盐限制培养提高工程大肠杆菌莽草酸产量并降低副产物,同时评估细胞生理变化和工艺可行性
关键发现:磷酸盐限制下莽草酸产量为0.059±0.012 c-mol/c-mol葡萄糖,高于碳限制的0.024±0.005
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代谢工程
Escherichia colicarbon limitationcell physiologychemostatphosphate limitationshikimic acid
Escherichia coli W311...
Escherichia coli W311...
Escherichia coli W311...
核心问题:开发基于FLD1启动子(PFLD)的毕赤酵母无甲醇高细胞密度补料分批培养策略,用于异源蛋白(Rhizopus oryzae脂肪酶)的生产,并探究不同比生长速率对产物合成与分泌的影响。
关键发现:在恒定残留山梨醇8 g/L(平均μ约0.02/h,近μmax)条件下,细胞外脂肪酶活性最高达385 AU/mL,分别是μ=0.01/h(177 AU/mL)的2.2倍和μ=0.005/h(42 AU/mL)的9.2倍。Y_P/X为7634 AU/g X,比μ=0.01/h(5932 AU/g ...
发酵工程
Pichia pastorisRhizopus oryzae lipasefed-batch cultivationformaldehyde dehydrogenase promoter
Pichia pastoris X-33
Pichia pastoris X-33
Pichia pastoris X-33
核心问题:重组酿酒酵母发酵木糖产乙醇时,木糖还原酶(XR)与木糖醇脱氢酶(XDH)辅因子偏好不一致导致辅因子不平衡,产生大量副产物木糖醇,乙醇产率远低于理论值。
关键发现:K270M突变使XR对NADPH的Km提高17倍(185 μM vs 11 μM),对木糖的Km提高14倍(625 mM vs 44 mM),对NADH的Km不变。在厌氧连续培养(10 g/L葡萄糖+10 g/L木糖,稀释率0.06/h)中,过表达突变型XR的菌株TMB3271乙醇产率达0.4...
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代谢工程
NAD(P)HSaccharomyces cerevisiaesite-specific mutagenesisxylitolxylose reductase
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:传统发根农杆菌诱导的长春花毛状根存在冠瘿碱合成、液体培养适应性差、易形成愈伤组织等问题,影响次生代谢产物稳定生产。本文旨在利用rol ABC基因诱导高质量毛状根,并评估其生长和萜类吲哚生物碱积累特性。
关键发现:rol ABC毛状根总生物碱含量为5.9-6.4 mg/g DW,与野生型毛状根(4.3-6.6 mg/g DW)相当
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植物代谢工程
Catharanthus roseushairy rootsrol ABC genesterpenoid indole alkaloids
Catharanthus roseus (...
Agrobacterium tumefac...
Catharanthus roseus h...
核心问题:从葡萄糖直接微生物合成三乙酸内酯(TAL),并评估天然酶和工程突变体的效果,以确定最佳宿主和酶。
关键发现:在E. coli中表达g2ps1,葡萄糖丰富和限制条件下分别产生0.23 g/L和0.47 g/L TAL,产率分别为0.08%和0.4%
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代谢工程
三乙酸内酯吡喃酮合酶甲基水杨酸合酶脂肪酸合酶
Escherichia coli JWF1...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:生物柴油生产产生大量副产甘油,价格低廉且过剩,但大肠杆菌传统上被认为不能在无外部电子受体时发酵甘油,急需开发甘油发酵平台以利用这一丰富的碳源。
关键发现:pH 6时约9 g/L甘油被发酵(初始10 g/L),最大细胞浓度486.2 mg/L
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代谢工程
Escherichia colibacteriaglycerol fermentationmetabolic engineering
Escherichia coli MG1655
Escherichia coli MG1655
Escherichia coli MG1655
核心问题:长春花毛状根中萜类吲哚生物碱(TIA)产量极低,尤其是抗肿瘤药物长春碱和长春新碱含量微小,限制了商业化生产。需要确定TIA生物合成途径中的限制性环节,并探索通过前体饲喂和基因过表达提高产量的策略。
关键发现:在ASα毛状根中,饲喂1-脱氧-D-木酮糖使诱导样品中hörhammericine含量增加125%
等 2 条
代谢工程
Catharanthus roseusanthranilate synthasehairy rootsprecursor feedingterpenoid indole alkaloids
Catharanthus roseus 毛...
Catharanthus roseus 毛状根
Catharanthus roseus 毛状根
核心问题:新型合成茉莉酸酯类诱导子HEJ在红豆杉细胞培养中诱导紫杉烷类次生代谢物(taxuyunnanine C)生物合成的信号转导机制尚不清楚,特别是防御信号(H2O2和JA)与紫杉烷生物合成关键酶基因表达之间的关系。
关键发现:HEJ诱导H2O2产生,30 min时HEJ处理组H2O2浓度为22.5 μM,对照组为3.8 μM
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代谢工程
H2O2Taxus chinensiselicitationgene transcriptionjasmonate acidnovel synthetic jasmonate derivatives
Taxus chinensis
Taxus chinensis
Taxus chinensis
核心问题:amorpha-4,11-diene(青蒿素前体)在大肠杆菌发酵中因挥发导致产量严重低估,且产量受碳源和营养限制,需要建立有效的捕获和补料策略以实现高产。
关键发现:amorpha-4,11-diene在无细胞生物反应器中呈一级降解动力学,半衰期约50分钟;摇瓶培养中,添加正十二烷覆盖的培养检测到281.4 mg/L ±
等 3 条
代谢工程
Escherichia coliamorphadienefermentationheterologous pathwayterpene
Escherichia coli W3110
Escherichia coli W3110
Escherichia coli W3110
核心问题:麦秸预处理过程中释放的抑制物对微生物生长和酶水解速率的影响
关键发现:在220 g/L干物质麦秆预处理水解液中,F12是最稳健的菌株,而其他三种菌株在水解液浓度高于60%(v/v)时受到强烈抑制
等 7 条
发酵工程
Saccharomyces cerevisiaeenzymatic saccharificationethanolinhibitionpretreatment
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...