国家高技术研究发展计划(2012AA02A701)
- 作品数：38 被引量：121H指数：6
- 相关作者：元英进丁明珠赵广荣班睿赵莹更多>>
- 相关机构：天津大学武汉大学中国科学院上海生命科学研究院更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：生物学化学工程理学轻工技术与工程更多>>
- 关键基因的修饰对枯草芽孢杆菌尿苷合成的影响
- 2016年
- 【目的】探究磷酸核糖焦磷酸(PRPP)合成酶(prs)和氨甲酰磷酸合成酶(pyr AA/pyr AB)的点突变,以及异源5′-核苷酸酶(sdt1)的过表达,对枯草芽孢杆菌尿苷生物合成的影响。【方法】依据推断的变构位点,分别在prs基因和pyr AB基因编码序列中引入点突变;将点突变的prs基因在染色体xyl R位点整合表达,pyr AB基因则在染色体原位被修饰;sdt1基因在染色体sac B位点整合过表达。通过对重组菌摇瓶发酵液中尿苷、胞苷和尿嘧啶的分析,表征相关基因修饰对尿苷合成的影响。【结果】在PRPP合成酶中引入Asn120Ser、Leu135Ile和Glu52Gly或Val312Ala点突变,分别导致尿苷积累量提高67%和96%。进一步在氨甲酰磷酸合成酶中引入Ser948Phe、Thr977Ala和Lys993Ile点突变,导致尿苷积累量又增加了182%,达到6.97 g/L。在此基础上,过表达异源5′-核苷酸酶,导致尿苷产量增加17%,达到8.16 g/L。【结论】PRPP合成酶和氨甲酰磷酸合成酶的酶活或反馈抑制调节机制,是限制尿苷过量合成的重要因素。PRPP合成酶的Asn120Ser和Leu135Ile点突变,以及氨甲酰磷酸合成酶的Ser948Phe、Thr977Ala和Lys993Ile点突变,能够显著促进尿苷合成。PRPP合成酶附加的Glu52Gly或Val312Ala点突变,有利于尿苷合成。异源的嘧啶专一性5′-核苷酸酶的引入,也对尿苷的合成有明显的促进作用。
- 杨绍梅郭磊班睿谢希贤
- 关键词：枯草芽孢杆菌
- L-酪氨酸代谢工程研究进展被引量：15
- 2013年
- L-酪氨酸属于芳香氨基酸,广泛应用于食品、医药以及化工等领域。由于天然微生物合成积累L-酪氨酸的能力很低,近几年利用代谢工程的方法进行途径改造和全局代谢途径优化取得了显著成效。解除反馈抑制、增加前体供应、阻断竞争途径以及调控转运等代谢改造策略非常有效地提高了L-酪氨酸的产量。而模块化工程、全局转录装置工程、小RNA工程等新技术使L-酪氨酸产量更上一个水平。L-酪氨酸代谢途径是多基因和多调控方式协同控制的复杂代谢网络,随着生物技术的发展,重新合理设计、人工合成和全局优化将是未来L-酪氨酸代谢工程发展的方向。
- 姚元锋赵广荣
- 关键词：代谢工程酪氨酸大肠杆菌
- 高产β-胡萝卜素酿酒酵母菌株的设计与构建被引量：2
- 2016年
- 酿酒酵母是一种重要的食品安全的工业微生物宿主。如何精确地控制代谢路径中相关基因的表达强度,是在酿酒酵母体内合成β-胡萝卜素的关键因素。通过在Delta位点整合红发夫酵母来源的β-胡萝卜素合成基因(crt E、crt I、crt YB),构建β-胡萝卜素生产菌库。从中挑选28株颜色较黄的菌株,通过96孔细胞培养板及摇瓶发酵,发现这些菌株β-胡萝卜素产量存在显著差异(产量从5.70mg/L到61.88mg/L动态分布)。然后以其中β-胡萝卜素产量最高的菌为出发菌(Sy BE_Sc118012),在敲除该菌株内源基因ypl062w的同时,在此位点过表达t HMG1和BTS1-ERG20融合蛋白以增加前体供应,最终使β-胡萝卜素的产量提高1.65倍,达到162.1mg/L,是目前已知的摇瓶水平最高发酵产量。因此,通过Delta位点整合和增加前体供应结合的策略来强化酿酒酵母中的异源表达具有重要的指导意义。
- 王瑞钊潘才惠王颖肖文海元英进
- 关键词：Β-胡萝卜素合成生物学酿酒酵母
- 新型醋酸优力司特衍生物的合成
- 2014年
- 以3,20-双(亚乙二氧基)-17α-羟基-5α,10α-环氧-19-去甲基孕甾-9(11)-烯为起始原料,与芳基溴经格氏加成反应得3,20-双(亚乙二氧基)-5α,17α-羟基-11β-芳基-19-去甲基孕甾-9-烯(3a^3f);3a^3f经羰基脱保护、水分子消除和乙酰化反应合成了6个新型的醋酸优力司特衍生物,其结构经1H NMR,IR,MS和HR-ESIMS表征。
- 陈正帮甘海峰冯卫杨黄雨郭凯
- 大肠杆菌代谢工程生产芳香族化合物研究进展被引量：4
- 2014年
- 芳香族化合物广泛应用于化工、食品及医药等领域,多来自于化工合成或天然产物提取。天然微生物也具有合成芳香族化合物的能力,以维持自身生命活动代谢需求,但其积累能力较低。近几年利用代谢工程的方法对微生物特别是大肠杆菌进行途径优化、设计、改造等方法在提高其芳香族化合物的发酵产量方面取得了显著成效,并且创新地生产出多种有价值的芳香族衍生物。这些研究成果对于未来以合成生物学和细胞工厂为基础利用可再生资源进行工业生物制造,解决化石能源危机和天然产物提取等问题具有重要意义。
- 李飞飞赵广荣
- 关键词：大肠杆菌代谢工程芳香族化合物
- Enhancement of Simultaneous Xylose and Glucose Utilization by Regulating ZWF1 and PGI1 in Saccharomyces Cerevisiae被引量：1
- 2017年
- Xylose utilization is one of the key issues in lignocellulose bioconversion. Because of glucose repression, in most engineered yeast with heterogeneous xylose metabolic pathway, xylose is not consumed until glucose is completely utilized. Although simultaneous glucose and xylose utilization have been achieved in yeast by RPE1 deletion, we regulated ZWF1 and PGI1 transcription to improve simultaneous xylose and glucose utilization by controlling the metabolic flux from glucose into the PP pathway. Xylose and glucose consumption increased by approximately 80 and 72%, respectively, whereas ZWF1 was overexpressed by multi-copy plasmids with a strong transcriptional promoter. PGI1 expression was knocked down by promoter replacement; the glucose and xylose metabolism increased when PGI1p was replaced by weak promoters, SSA1p and PDA1p. ZWF1 overexpression decreased while PGI1 down-regulation increased the ethanol yield to some extent in the recombinant strains. © 2017, The Author(s).
- Gaogang LiuBingzhi LiChun LiYingjin Yuan
- 关键词：METABOLISMXYLOSEYEAST
- 人工sRNAs沉默csrA基因以优化大肠杆菌生产L-酪氨酸被引量：3
- 2013年
- sRNAs作为一种强有力的基因表达调控工具,在真核生物中得到了广泛的应用。随着微生物中sRNAs的不断发现以及其调控机制的逐渐明确,新近开发的人工sRNA工程在微生物代谢工程的改造上也展现了巨大的优势。通过对大肠杆菌负调控L-酪氨酸生物合成途径的碳贮藏调控因子(csrA)基因的sRNAs进行了人工设计和筛选,分析了对L-酪氨酸合成的影响。结果表明,所设计的sRNA能有效提高L-酪氨酸的合成,较高拷贝数的短anti-csrA sRNA2比较长的sRNA1更有效,使L-酪氨酸产量提高了1.2倍。sRNA工程技术是一种有效的负调控全局代谢途径的策略,其在合成生物学以及微生物细胞工厂构建上必将有着更广泛的应用。
- 姚元锋赵莹赵广荣
- 关键词：基因沉默L-酪氨酸
- 链霉菌底盘细胞的开发现状及其应用被引量：8
- 2016年
- 天然产物及其衍生物在现代医疗中扮演着举足轻重的角色,其生物活性多样性以及化学结构的丰富性是新药研发的源泉和动力。利用纯化学方法合成天然产物在技术和成本上有很大的困难,加上许多天然产物的原始产生菌具有培养条件苛刻、产量低下等缺点,而且大量基因簇在原始菌株中是沉默的,这使得利用合成生物学思想来指导天然产物生物合成基因簇的异源表达具有重大意义。作为抗生素、抗肿瘤活性物质、免疫抑制剂等次级代谢产物主要来源的放线菌一直是研究者们关注的焦点,特别是随着基因测序技术的飞速发展,人们发现链霉菌基因组中包含着极为丰富的天然产物生物合成基因簇资源。这意味着开发链霉菌底盘细胞作为异源表达宿主有其得天独厚的优势。本综述从底盘细胞开发的意义入手,重点阐述链霉菌底盘细胞构建的策略及现状,随后通过实例阐述了各种底盘链霉菌的实际应用。
- 肖丽萍邓子新刘天罡
- 关键词：链霉菌生物合成基因簇合成生物学
- 化学品绿色制造核心技术--合成生物学被引量：3
- 2016年
- 合成生物学即生物学的工程化,因其打破了非生命化学物质和生命物质之间的界线,推动了生命科学由理解生命到创造生命的革新,因此对科学发展和技术创新起到了颠覆性作用,引发了化学品绿色制造的巨大变革。合成生物学作为化学品绿色制造的核心技术,主要从原料到菌种再到过程进行全链条设计和优化。本文首先从原料多样化、产品的合成与底盘细胞的选择这三个方面,综述了化学品绿色制造过程中合成生物学所起到的关键核心作用。在此基础上系统阐述了人工体系的设计与构建,并对今后如何通过发展合成生物学来促进化学品绿色制造,从'原料、底盘细胞、反应过程'这三个方面提出了相应的展望。
- 肖文海王颖元英进
- 关键词：合成生物学化学品制造生物能源生物过程
- 枯草芽孢杆菌基因修饰生产核黄素被引量：4
- 2017年
- 【目的】研究枯草芽孢杆菌核黄素合成途径、木糖代谢相关基因修饰对核黄素合成的影响。【方法】单独过表达或共同过表达核黄素操纵子中的基因、过表达木糖代谢相关基因构建相应的重组菌株。通过测定和比较重组菌株摇瓶发酵的核黄素产量和生物量,表征各个基因修饰的效应。采用摇瓶和5 L罐发酵,考察木糖作为主要碳源以及木糖与蔗糖共代谢对核黄素发酵的影响。【结果】ribA基因单独过表达,使核黄素产量提高99%,但生物量降低30%,出现细胞自溶现象。ribA-ribH基因共表达,使核黄素产量提高280%,并且无细胞自溶和生物量下降现象。1.5%蔗糖与6.5%木糖作为碳源,5 L发酵罐发酵70 h,核黄素产量达到3.6 g/L,与8%蔗糖为碳源的发酵相比,核黄素产量提高80%。木糖代谢相关基因过表达,均明显降低核黄素产量。【结论】与ribA基因单独过表达相比,ribA-ribH基因共表达可有效避免细胞自溶现象,并能进一步提高核黄素产量。蔗糖与木糖共代谢,能够改善前体物供给,有利于提高核黄素产量。
- 张续班睿刘露张然
- 关键词：枯草芽孢杆菌核黄素共代谢
