共 354 篇
核心问题:解析拟南芥CYP716A亚家族酶CYP716A1和CYP716A2对三萜骨架的氧化功能,并发现新颖的催化活性,为三萜类化合物的组合生物合成提供新酶。
关键发现:CYP716A1和CYP716A2均能催化α-amyrin、β-amyrin和lupeol的C-28羟基化,分别生成uvaol、erythrodiol和betulin
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代谢工程
22α-hydroxylationArabidopsis thalianaCYP716Acombinatorial biosynthesiscytochrome P450 monooxygenasetriterpenoids
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:植物来源二萜类化合物结构复杂、天然丰度低,难以工业化利用,而化学合成路线效率低且难以控制立体化学,亟需开发能够立体选择性合成结构多样二萜类化合物的生物合成方法。
关键发现:构建了51个类I和类II二萜合酶功能组合,其中41个为“新-自然”组合
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合成生物学
biocatalysisbiosynthesiscombinatorial biosynthesiscyclizationsterpenes
Nicotiana benthamiana...
Nicotiana benthamiana...
Nicotiana benthamiana...
核心问题:发现并表征新型嵌合二萜合酶EvVS,并通过结构域交换将其功能转化为二倍半萜合酶,以产生新的萜类化合物。
关键发现:通过基因组挖掘和异源表达,从Emericella varicolor中鉴定出新型嵌合萜类合酶EvVS,其催化产生新型三环二萜varideine (1, C20H32, m/z 272)。体外实验表明,EvVS以DMAPP和IPP为底物可同时产生二萜1和二倍半萜2
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合成生物学
biosynthesisdomain swappingprenyltransferasessesterterpenoidsterpene cyclases
Aspergillus oryzae
Escherichia coli
核心问题:天然产物中新骨架多环萜类化合物的结构测定(尤其是未功能化烃类的绝对构型)和其复杂环化机制的阐明。
关键发现:从Emericella varicelolor NBRC 32302中克隆并异源表达了一个编码716个氨基酸的双功能萜烯合酶EvAS,在Aspergillus oryzae中产生了新倍半萜烃astellifadiene (1),其m/z为340 [M]+,分子式为C25H40,具有六个不饱和度...
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合成生物学
biosynthesiscrystal growthnatural productsstructure elucidationterpenoids
Aspergillus oryzae NSAR1
Emericella varicelolo...
Escherichia coli
核心问题:大肠杆菌中紫穗槐二烯(青蒿素前体)的生产受限于产物胞内积累,需要找到并工程化内源转运蛋白促进产物外排以提高产量。
关键发现:敲除tolC导致胞内紫穗槐二烯特异性产量增加8.2倍,胞外产量降低90%
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代谢工程
TolCamorphadieneartemisininefflux pumplipopolysaccharide transport systemtransporter engineering
Escherichia coli
Escherichia coli
Escherichia coli
核心问题:比较不同植物来源的法尼烯合酶在酿酒酵母中生产法尼烯的效率,并通过RQ控制的补料分批发酵提高法尼烯及檀香烯的产量。
关键发现:摇瓶培养中,苹果α-法尼烯合酶产量最高,约4 mg/L,比柚子和黄花蒿来源的合酶分别高17%和32%
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代谢工程
biofuelsfed-batchisoprenoidsmetabolic engineeringterpene synthasesyeast
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:木质纤维素生物质(尤其是木聚糖)难以被直接发酵利用,传统ABE发酵产生丙酮等副产物导致下游分离成本高。
关键发现:野生型Clostridium sp. G117能以60 g/L木聚糖为唯一碳源直接生产丁醇(0.86±0.07 g/L)和氢气(53.4±0.05 mL),氢气占气体总量42.4±1.4%
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发酵工程
Clostridiumbiofuelsbutanollignocellulosexylan
Clostridium sp. strai...
Clostridium sp. strai...
Clostridium sp. strai...
核心问题:微生物发酵生产异戊二烯类化合物时,生长与产物合成竞争碳源和能量,导致产物产量低、资源利用率差。
关键发现:静息细胞在优化培养基中(M9*缺MgSO4)比传统生长细胞比柠檬烯产量提高5倍以上,最高比产量≥50 mg柠檬烯/g细胞干重;静息细胞在缺MgSO4培养基中可维持高且稳定的生产速率超过7小时,初始比速率约0.7 U/g cdw;MgSO4限制生长培养(118 μmol/L MgSO4)下,柠檬...
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代谢工程/合成生物学/发酵工程
decoupling production from growthfermentationindustrial biotechnologylimonenereaction engineeringresting cells
Escherichia coli BL21...
核心问题:乙醇作为汽油添加剂受限于混合比例(blend wall),无法高比例掺混;需要开发能生产更长链含氧燃料前体的方法,并解决微生物共生产丙酮和乙醇时比例不可控的问题。
关键发现:通过表达HMG-CoA合酶和裂解酶,在E. coli BL21中丙酮产量从0.14 g/L提高到5.1 g/L,超过35倍
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代谢工程
biofuelscatalytic alkylationfermentationmetabolic engineering
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BFA7...
Escherichia coli MG16...
核心问题:解决气体生物加工(合成气 fermentation)中气液传质能耗高、液体需求大、底物消耗慢、产物浓度低等问题,尤其针对Clostridium ljungdahlii利用CO/H2生产乙醇和乙酸过程中悬浮细胞反应器的局限性。
关键发现:最佳细胞载量为6.5 g_DCW m⁻²,在100 rpm(7.7 W m⁻³)下保持高CO吸收活性且细胞不脱落
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发酵工程
Clostridium ljungdahliibiocompositebiofuelsgas-to-liquid fuelsprocess intensificationsyngas
Clostridium ljungdahl...
Whatman 3MM chromatog...
核心问题:雨生红球藻异养培养获得的细胞在光诱导虾青素积累过程中因光合装置不完善而易于发生光抑制、细胞死亡,导致虾青素产量受限
关键发现:添加40mM HEPES使pH维持在7-8,虾青素浓度提高10.1-11.8倍
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代谢工程
Haematococcus pluvialisacclimationastaxanthinheterotrophy
Haematococcus pluvial...
Haematococcus pluvial...
Haematococcus pluvial...
核心问题:开发一种适用于有毒且易挥发底物的补料补料策略,以甲醇为例,需避免底物毒性同时优化生长和产物形成。
关键发现:应用新策略后,Methylobacterium extorquens最大比生长速率达0.209 h^-1(接近理论最大值0.21 h^-1),总生物量达17.55 g/L,PHB浓度达6.54 g/L,PHB含量为37.3%;甲醇浓度始终低于1.8 g/L(毒性阈值8 g/L)。相比无过程控制...
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发酵工程
Methylobacterium extorquensbioclorimetrymethylotrophprocess controlrespirometry
Methylobacterium exto...
核心问题:细胞培养法生产异丁醇受产物抑制(0.2% v/v即产生毒性)、细胞不稳定及产物回收困难,导致产量低;需要开发能有效回收产物且酶稳定的无细胞系统。
关键发现:融合蛋白MKH固定化后活性最高,固定化量为53 nmol/g树脂
等 2 条
代谢工程
alcohol productionbiofuelscell freein vitroisobutanol
Escherichia coli BL21...
Saccharomyces cerevisiae
Candida boidinii
核心问题:缺乏在酵母发酵低pH和低温条件下具有高活性且对钙和木糖醇抑制剂耐受的木糖异构酶,用于纤维素乙醇的同步异构化/发酵。
关键发现:重组木糖异构酶(rXI)最适pH约为7,在pH
等 3 条
代谢工程
ethanolmarinexylose isomerasexylulose
Escherichia coli Rose...
Fulvimarina pelagi HT...
核心问题:阐明麻风树中lathyrane二萜生物合成中由casbene转化为lathyrane所需的分子内碳-碳环闭合机制,并鉴定催化该反应的细胞色素P450酶。
关键发现:从麻风树中鉴定到一个约300 kb的二萜生物合成基因簇(scaffold 123,GenBank NW_012124159)
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合成生物学
casbenecytochromediterpenoidsgene clusterslathyranes
Nicotiana benthamiana
Nicotiana benthamiana
Nicotiana benthamiana
核心问题:长链三萜onocerin的生物合成酶长期未知,需要克隆和鉴定催化双端环化反应的关键酶
关键发现:从石松中克隆了LCA、LCB、LCC三个OSC基因,其中LCA和LCB与环阿屯醇合酶有65-77%的氨基酸序列同一性
等 3 条
代谢工程
biosynthesisdioxidosqualeneonocerinterpene cyclizationterpenoids
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:LL-Z1272β(1)是真菌meroterpenoids生物合成中的关键途径中间体,但其生物合成基因簇及芳香醛形成的分子机制此前尚未阐明。
关键发现:从Stachybotrys bisbyi PYH05-7中分离得到LL-Z1272β(1),产量为10.3 mg/kg大米培养基
等 6 条
合成生物学
aryl-aldehydebiosynthesiscarboxylate reductaseenzymesmeroterpenoids
Stachybotrys bisbyi P...
Stachybotrys bisbyi P...
Stachybotrys bisbyi P...
核心问题:确定影响植物乳杆菌CRL 725在半合成培养基中核黄素产量的关键因素,并评价核黄素生物合成基因(rib)的表达水平。
关键发现:以蔗糖为碳源、30°C培养时,野生型L. plantarum CRL 725核黄素产量达1569 ng/mL,而葡萄糖为碳源时仅896 ng/mL
等 5 条
发酵工程
chemically defined mediumlactic acid bacteriarib gene expressionriboflavinvitamin biosynthesis
Lactobacillus plantar...
Lactobacillus plantar...
Lactobacillus plantar...
核心问题:鉴定并改造能够输出禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)产生的单端孢霉烯族毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)及其乙酰化衍生物15A-DON的转运蛋白,以开发作物抗镰刀菌策略。
关键发现:Pdr5p是PDR网络中唯一能输出DON和15A-DON的转运蛋白
等 3 条
代谢工程
ABC transportersFusarium graminearumdeoxynivalenoldrug resistanceeninatinyeast
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:在E. coli中构建灵活的单萜烃骨架生产平台,实现多种单萜化合物的微生物合成。
关键发现:检测到31种单萜(11线性、7单环、13双环)
等 7 条
合成生物学/代谢工程
化学多样性单萜环化酶/合酶合成生物学生产平台萜类化合物
Escherichia coli DH5α