共 103 篇
核心问题:天然MEP和MVA途径需要复杂辅因子和多个酶,转录翻译调控严格,中间产物积累有毒,难以用于无细胞合成;需要一种简化、低成本、高灵活性的萜类化合物无细胞合成途径。
关键发现:优化后的无细胞系统在9小时内产生220 mg/L紫杉二烯,总通量24.4 mg/L·h,将65%的异戊烯醇和ATP转化为产物,是此前报道最快紫杉二烯通量(8.5 mg/L·h)的2.9倍。ATP浓度超过10 mM时紫杉二烯合成完全被抑制
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代谢工程
Biocatalysisenzyme kineticsisoprenoidsmetabolic control analysistaxadiene
E. coli BL21(DE3)
E. coli BL21(DE3)
E. coli BL21(DE3)
核心问题:从自然环境中高效分离、筛选、鉴定和保藏产虾青素的Phaffia rhodozyma新菌株,以拓展其遗传资源和生物技术应用。
关键发现:['虾青素是Phaffia rhodozyma的主要类胡萝卜素,约占总类胡萝卜素的80%', '虾青素约占鲑鱼养殖总成本的15%', 'YNB+Tre选择性培养基上菌落大小约为常规培养基的50%,但提高海藻糖浓度至8-10 g/L后菌落大小恢复到常规水平', '多重PCR中PhR引物与ITS3...
代谢工程
AstaxanthinITSMycosporesNatural environmentsPhaffiaSelective culture media
Phaffia rhodozyma (Xa...
核心问题:稀有人参皂苷Compound K (CK)和F1在食品工业中具有重要应用,但传统重组酶生产存在表达宿主非GRAS、生产率低、酶浓度不足等问题,缺乏安全高效的食品级制备方法。
关键发现:['筛选到10种候选糖苷酶,其中MT619(来自Microbacterium testaceum ATCC 15829)活性最高,其F1生产活性是BgpA的7.4倍', '融合C3a的C3a-MT619在C. glutamicum ATCC13032中表达量占总蛋白的1.41±0.03%,约为...
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发酵工程
BiotransformationCompound KCorynebacterium glutamicumDeglycosylationGinsenoside F1
Corynebacterium gluta...
Escherichia coli BL21
核心问题:萜类化合物结构多样、应用广泛,但天然提取和化学合成受限于产量、成本与资源浪费,微生物生产作为一种可持续替代途径需要选择并改造合适的底盘宿主。
关键发现:超过70000种萜类结构已知
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代谢工程
BacteriaCell engineeringMetabolic engineeringMicrobial production hostsTerpenoidsYeast
Escherichia coli
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:现有方法无法同时准确量化和示踪所有类异戊二烯前体(甲羟戊酸途径及异戊烯基焦磷酸中间体)的浓度与同位素标记模式,阻碍了对类异戊二烯生物合成的功能研究和代谢通量分析。
关键发现:该工作流对所有甲羟戊酸和异戊烯基焦磷酸中间体实现准确绝对定量(RSD<20%),检测限(LOD)低于0.1 pmol,线性范围0.1~50 pmol,定量限(LOQ)0.1~1.5 pmol,日内/日间重复性<20%。在S037菌株(过表达HMG1t、ERG20、CrtE)中,GGPP浓度较野...
代谢工程/代谢组学
IsoprenoidsIsotope labeling experimentsMass spectrometrySystems biology
酿酒酵母(Saccharomyces ce...
酿酒酵母(Saccharomyces ce...
酿酒酵母(Saccharomyces ce...
核心问题:Naematolin是一种由Hypholoma属产生的具有抗肿瘤、抗病毒等生物活性的倍半萜化合物,但其天然产量低且结构复杂,限制了其开发应用。核心问题在于缺乏其生物合成基因簇的认知,导致无法通过异源生产和组合生物合成获取该化合物及其衍生物。
关键发现:H. fasciculare基因组草图大小为58.84 Mbp,contig N50为49,633;预测到17个倍半萜合酶(SQS),其中Hfas94a和Hfas94b异源表达主要产生α-蒎烯(Rt
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合成生物学
Caryophyllene synthaseGenome miningHypoloma speciesNaematolin
Hypholoma fasciculare
Hypholoma sublateritium
Aspergillus oryzae NSAR1
核心问题:如何利用廉价、信用卡大小的ARM单板计算机(Rock64,售价低于50美元)从公共RNA测序数据中快速预测基因功能并推断生物合成途径及基因调控网络(GRN)
关键发现:Rock64单板计算机完成了42个青蒿RNA-seq样本(共94 GB)的下载和定量,下载速度平均157秒/GB,kallisto定量平均270秒/GB,总耗时4小时下载+7小时映射
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生物信息学 / 合成生物学
ArtemisiaRNA sequencingartemisininco-expressionsingle-board computer
青蒿 (Artemisia annua)
青蒿 (Artemisia annua)
青蒿 (Artemisia annua)
核心问题:甜叶菊苷作为最丰富的甜菊糖苷,其苦味和余味限制了在食品中的应用,需要一种高效的方法通过酶法糖基化改善其味觉特性。
关键发现:在最优条件(31 mM甜叶菊苷、524 mM蔗糖、10 U/ml Gtf180-ΔN-Q1140E,37°C,3h)下,甜叶菊苷转化率达95%,生成28 mM(约50 g/L)α-葡萄糖基化产物。产物中单糖基化Stev-G1占32.5%,其余为多糖基化产物。主要产物结构为C-19位葡萄糖基(α...
生物催化
BiocatalysisGlucansucraseSensory analysisSteviosideSweetenersα-Glucosylation
核心问题:生物合成文库缺乏快速、无需样品制备的质谱筛选方法,导致菌株工程中代谢产物检测成为瓶颈。
关键发现:LA-REIMS分析速度约为6个菌落/分钟
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合成生物学
REIMS代谢工程合成生物学环境质谱高速筛选
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
Saccharomyces cerevis...
核心问题:植物叶片中萜类异源生产产量低且易挥发损失,缺少有效的胞内储存机制,需要工程化脂滴作为合成和储存平台。
关键发现:AtWRI11-397 与 NoLDSP 共表达使叶片三酰甘油含量较对照提高12倍
等 8 条
代谢工程 / 合成生物学
代谢工程合成生物学本氏烟草脂滴萜类化合物
Nicotiana benthamiana
Nicotiana benthamiana
Nicotiana benthamiana
核心问题:如何快速实现多基因生物合成途径的平衡表达与组合优化,降低构建和筛选成本。
关键发现:COMPASS成功用于β-胡萝卜素、β-紫罗酮及柚皮素生产优化。β-胡萝卜素最高产量达0.81±0.25 mg/g cdw(菌株G1pDI 1),较TDH3组成型启动子对照提高1.2-1.5倍
等 2 条
代谢工程 / 合成生物学
CRISPR/Cas9β-紫罗酮β-胡萝卜素人工转录因子代谢工程合成生物学
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:褐藻作为替代原料潜力大,但传统微生物平台(如大肠杆菌)不能代谢其主要糖类褐藻胶,限制了褐藻生物炼制的发展。
关键发现:分离的Vibrio sp. dhg最大比生长速率0.98 h⁻¹
等 7 条
代谢工程
2,3-丁二醇乙醇弧菌番茄红素褐藻生物炼制褐藻胶
Vibrio sp. dhg
Vibrio sp. dhg
Vibrio sp. dhg
核心问题:天然产物异戊烯基化修饰产物丰度低、难以提取,化学合成复杂度高且产率低;微生物代谢工程受限于产物毒性、中间体毒性、底物不可透性及复杂次级代谢途径的调控,难以实现异戊烯基化天然产物(尤其是大麻素)的高效生物合成。
关键发现:PDH旁路系统使5-异戊烯基-1,6-二羟基萘产量提高4倍,达705±12 mg/L
等 8 条
合成生物学
NphB engineeringcannabinoidscell-free biosynthesisprenylationsynthetic biochemistry
无细胞系统(体外酶促体系)
无细胞系统(体外酶促体系)
无细胞系统(体外酶促体系)
核心问题:解析糖基转移酶UGT76G1如何通过疏水相互作用实现底物识别,并解释其能在同一活性位点以两种不同取向催化甜菊糖苷底物发生β(1-3)糖基化的结构基础。
关键发现:UGT76G1能催化STB→Reb B、Reb A→Reb I、ST→Reb A→Reb I、Reb E→Reb D→Reb M、Rubu→RX(单糖基化)→RY(二糖基化)等反应
等 10 条
合成生物学
UGT76G1底物识别晶体结构甜菊糖苷疏水相互作用糖基转移酶
核心问题:厌氧细菌来源的天然产物生物合成基因簇(BGCs)因培养困难和遗传操作难而难以评估其产物,缺乏有效的异源表达宿主系统。
关键发现:NabLC 技术可捕获 40-kb 的 DNA 片段,通过三轮克隆将
等 11 条
合成生物学
Streptococcus mutansanaerobic bacteriabiosynthetic gene clustersheterologous expressionnatural products
Streptococcus mutans ...
Streptococcus mutans ...
Streptococcus mutans ...
核心问题:揭示Crabtree阴性酵母Kluyveromyces marxianus在有氧条件下抑制乙醇生产并增强乙酰辅酶A合成及TCA循环通量的代谢机制,并与Crabtree阳性酵母Saccharomyces cerevisiae进行比较。
关键发现:K. marxianus好氧培养乙醇峰值仅0.5 g/L(厌氧22.1 g/L),乙酸<0.5 g/L(厌氧7.0 g/L),细胞密度OD600达121(厌氧42)
等 5 条
代谢工程
Crabtree effectKluyveromyces marxianusSaccharomyces cerevisiaeTCA cycleacetyl-CoAmetabolic turnover
Saccharomyces cerevisiae
Kluyveromyces marxianus
Kluyveromyces marxianus
核心问题:丹参毛状根中丹参酮生物合成的分子机制尚不清楚,尤其在蛋白质水平上缺乏系统研究,导致其生物合成途径尚未完全解析。
关键发现:酵母提取物(1 g/L)和硝酸银(0.41 mM)联合诱导5周后总丹参酮含量达22 mg/g DW,为对照的15倍
等 3 条
代谢工程
丹参(Salvia miltiorrhiz...
丹参(Salvia miltiorrhiz...
丹参(Salvia miltiorrhiz...
核心问题:开发低成本、便携式的检测技术,用于监测拟除虫菊酯杀虫剂暴露的生物标志物3-苯氧基苯甲酸(3-PBA),替代昂贵、耗时且不便于现场应用的HPLC/GC-MS等传统检测方法。
关键发现:优化后的生物传感器对3-PBA的检测限为3 ng/mL(14 nM),比初始条件降低30倍
等 6 条
合成生物学
Escherichia coli DH10B
Escherichia coli DH10B
Escherichia coli DH10B
核心问题:GoSLDH催化D-山梨醇氧化为L-山梨糖时,NADPH产物抑制酶活性(Ki=100 μM),导致转化率低、辅因子消耗大。
关键发现:GoSLDH纯酶的催化活性为3570 U/mg
等 7 条
代谢工程
D-sorbitolL-sorboseLreNOXNADPH inhibitioncofactor regenerationsorbitol dehydrogenase
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Gluconobacter oxydans...
核心问题:卤醇脱卤酶HheG热稳定性低(在≥40°C时失活),限制了其工业应用,需要提高其热稳定性同时保持或改善催化性能。
关键发现:野生型HheG的表观熔解温度Tm为38°C。共筛选865个变体,14个变体Tm提高至少2°C。T123W、T123Y、T123H的ΔTm为+14°C,T123F为+12°C(原文Table S3未列出具体值但文中提到7-14°C),T123G为+7°C。在环己烯氧化物叠氮化开环反应中,T123...
等 3 条
酶工程
HheG卤醇脱卤酶对映选择性热稳定性蛋白质工程
Ilumatobacter coccineus
Ilumatobacter coccineus
Ilumatobacter coccineus