人工基因组合成与重排研究进展 被引量：6

1

作者 柴梦哲 贾斌 +1 位作者 李炳志 元英进 《生命科学》 CSCD 北大核心 2019年第4期364-371,共8页

合成基因组学标志着生命科学的研究从读取自然生命信息发展到写出人工生命信息阶段,颠覆了现有生命科学研究的范式。酵母基因组合成计划是合成基因组学研究的代表性工作,在合成型酿酒酵母基因组上开展的基因组重排研究可以揭示不同层次... 合成基因组学标志着生命科学的研究从读取自然生命信息发展到写出人工生命信息阶段,颠覆了现有生命科学研究的范式。酵母基因组合成计划是合成基因组学研究的代表性工作,在合成型酿酒酵母基因组上开展的基因组重排研究可以揭示不同层次基因组序列与功能的关系。人工真核染色体的快速精准构建以及基因组重排近期取得一系列成果,高效提升了细胞工厂的生产效率,加速了微生物的进化和生物学知识的发现。现通过综述国内外研究现状及发展趋势,探讨合成基因组与基因重排在生命DNA设计及功能发现中的发展前景。 展开更多

关键词 合成生物学 合成基因组 SCRAMBLE 酿酒酵母

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超长单链DNA与茶多酚超分子组装构筑多功能水凝胶

2

作者 唐建普 崔臻 +2 位作者 欧俊含 姚池 仰大勇 《高分子学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1261-1270,共10页

为开发新的DNA组装模式、整合杂化功能模块、丰富DNA水凝胶的合成方法和功能,利用双滚环扩增策略合成了超长DNA链,通过茶多酚(TP)与DNA链间的超分子组装,构建了TP-DNA杂化水凝胶.优化了水凝胶组分,通过扫描电子显微镜、流变测试等对水... 为开发新的DNA组装模式、整合杂化功能模块、丰富DNA水凝胶的合成方法和功能,利用双滚环扩增策略合成了超长DNA链,通过茶多酚(TP)与DNA链间的超分子组装,构建了TP-DNA杂化水凝胶.优化了水凝胶组分,通过扫描电子显微镜、流变测试等对水凝胶进行表征,以此研究TP的引入对DNA水凝胶性能的影响.研究结果表明,TP的引入不仅可以调节DNA水凝胶受核酸酶降解的速率,还赋予水凝胶抑菌、促进伤口愈合的特性,在大鼠伤口模型中显著地促进伤口愈合. 展开更多

关键词 DNA水凝胶 茶多酚 抗菌 抗降解

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石油烃生物降解过程的研究进展 被引量：10

3

作者 李恒昌 丁明珠 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2765-2778,共14页

石油烃污染物属于难降解混合物,生物修复已经成为石油烃污染环境的主要修复方法。文中简述了微生物对石油烃的间期适应过程和转运过程,并通过对部分典型石油烃成分的微生物降解机理和代谢路径的梳理和综述,阐释了石油烃生物降解过程中... 石油烃污染物属于难降解混合物,生物修复已经成为石油烃污染环境的主要修复方法。文中简述了微生物对石油烃的间期适应过程和转运过程,并通过对部分典型石油烃成分的微生物降解机理和代谢路径的梳理和综述,阐释了石油烃生物降解过程中的菌株、基因、代谢路径等研究进展。此外,利用基因工程和代谢工程等手段,可对野生型石油烃降解菌进行改造,进一步提升其对石油烃污染环境的生物修复能力。最后,从石油烃降解菌的代谢途径改造、人工混菌体系的设计构建等角度,结合合成生物学和代谢工程的手段,提出了对石油烃降解的研究展望,以期提升对石油烃污染物的生物修复效果。 展开更多

关键词 石油烃降解 合成生物学 代谢工程 人工混菌体系

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合成芳香族化合物的酵母底盘改造策略 被引量：3

4

作者 李慧敏 贾斌 +1 位作者 李霞 刘夺 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期80-92,共13页

芳香族化合物种类丰富,在多个行业具有广泛的用途,需求量大。通过构建微生物细胞工厂合成芳香族化合物具有独特的优势和工业化应用前景,其中酵母底盘因其清晰的遗传背景、完善的基因操作工具以及成熟的工业发酵体系等优势,常被用于构建... 芳香族化合物种类丰富,在多个行业具有广泛的用途,需求量大。通过构建微生物细胞工厂合成芳香族化合物具有独特的优势和工业化应用前景,其中酵母底盘因其清晰的遗传背景、完善的基因操作工具以及成熟的工业发酵体系等优势,常被用于构建细胞工厂。目前改造酵母底盘生产芳香族化合物的研究取得了一系列进展,并针对关键问题提出了一些可行的解决策略。针对酵母合成芳香族化合物的策略与挑战,从芳香族化合物合成路径改造、多样化碳源利用及转运系统改造、基因组多靶点改造、特殊酵母底盘及混菌系统构建、合成生物学高通量技术的应用这五个方面进行系统地梳理和阐述,为生产芳香族化合物的酵母底盘构建与改造提供思路。 展开更多

关键词 芳香族化合物 酵母 底盘改造 基因组重排 合成生物学

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链霉菌启动子及其应用研究进展

5

作者 董冀欣 周群 罗云孜 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3588-3605,共18页

链霉菌天然产物因其显著的生物活性一直是新药开发的重要来源,测序技术的发展揭示了链霉菌强大的生物合成潜力。链霉菌中多数次级代谢生物合成基因簇(biosynthetic geneclusters,BGCs)在常规实验条件下表达水平低甚至不表达,这使得相关... 链霉菌天然产物因其显著的生物活性一直是新药开发的重要来源,测序技术的发展揭示了链霉菌强大的生物合成潜力。链霉菌中多数次级代谢生物合成基因簇(biosynthetic geneclusters,BGCs)在常规实验条件下表达水平低甚至不表达,这使得相关天然产物的开发受到阻碍。原位激活和异源表达是挖掘链霉菌天然产物的有效方式,启动子作为基因表达的“开关”,在其中发挥着重要作用。因此对启动子的研究可以有效地促进BGCs的激活,从而挖掘新天然产物。本文重点阐述了链霉菌启动子的结构特征及其挖掘表征和设计构建的思路,并列举了链霉菌启动子在天然产物开发中的应用,有望为链霉菌生物合成路径的优化以及全新生物活性物质的发现提供思路和方法学参考。 展开更多

关键词 链霉菌 启动子 天然产物 生物合成基因簇

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微生物几丁质酶研究进展及应用 被引量：2

6

作者 王琳 陈雅如 +2 位作者 程湄婕 宋浩 曹英秀 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期101-110,共10页

几丁质由N-乙酰-D-氨基葡萄糖聚合而成,是自然界中仅次于纤维素的第二大类聚合物。微生物几丁质酶来源丰富,是生物降解或利用几丁质的主要媒介。野生型菌株几丁质酶产量低、活性弱,故近年来有关几丁质酶的研究侧重于对其产量及催化活性... 几丁质由N-乙酰-D-氨基葡萄糖聚合而成,是自然界中仅次于纤维素的第二大类聚合物。微生物几丁质酶来源丰富,是生物降解或利用几丁质的主要媒介。野生型菌株几丁质酶产量低、活性弱,故近年来有关几丁质酶的研究侧重于对其产量及催化活性的提升等方面。此外,几丁质酶具有水解病原真菌细胞壁、破坏害虫体壁、生产N-乙酰氨基葡萄糖寡聚体或单体的应用价值,在医药、农业、食品加工等领域表现出巨大的市场潜力。综述微生物几丁质酶的来源、分类及工程改造,为后续几丁质酶的研究及开发利用提供参考。 展开更多

关键词 几丁质酶 几丁质 生物炼制 壳寡糖 生物医学应用

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微生物tRNA与密码子系统应用研究进展 被引量：2

7

作者 廖丹妮 张昭旸 +2 位作者 靳瑾 李霞 贾斌 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期64-73,共10页

tRNA作为生命中心法则中翻译过程的重要参与分子,其种类、丰度都会对蛋白质的正常合成产生巨大影响。近年来通过对微生物tRNA的结构功能以及合成修饰过程的解析获得诸多启发,开展密码子扩展的研究,实现将非天然氨基酸引入特定位置从而... tRNA作为生命中心法则中翻译过程的重要参与分子,其种类、丰度都会对蛋白质的正常合成产生巨大影响。近年来通过对微生物tRNA的结构功能以及合成修饰过程的解析获得诸多启发,开展密码子扩展的研究,实现将非天然氨基酸引入特定位置从而获得新功能蛋白。同时,通过化学合成微生物基因组开展的密码子重编码工作将释放更多的密码子与tRNA用于更加广泛的密码子扩展研究。对微生物tRNA与密码子系统在合成生物学中的最新应用研究进展进行了综述,并讨论其未来的发展趋势。 展开更多

关键词 TRNA 密码子扩展 非天然氨基酸 氨酰TRNA合成酶

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氧化葡萄糖酸杆菌中硫辛酸合成模块对维生素C一步混菌发酵的影响 被引量：1

8

作者 刘宇 王恩旭 +2 位作者 潘才惠 董秀涛 丁明珠 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1266-1276,共11页

在由氧化葡萄糖酸杆菌和普通生酮古龙酸杆菌构建的维生素C两菌一步发酵体系中,为了强化氧化葡萄糖酸杆菌对普通生酮古龙酸杆菌生长和产酸的促进作用,文中在氧化葡萄糖酸杆菌中构建硫辛酸合成功能模块。由含硫辛酸功能模块的氧化葡萄糖... 在由氧化葡萄糖酸杆菌和普通生酮古龙酸杆菌构建的维生素C两菌一步发酵体系中,为了强化氧化葡萄糖酸杆菌对普通生酮古龙酸杆菌生长和产酸的促进作用,文中在氧化葡萄糖酸杆菌中构建硫辛酸合成功能模块。由含硫辛酸功能模块的氧化葡萄糖酸杆菌和普通生酮古龙酸杆菌组成的两菌一步体系,能减轻普通生酮古龙酸杆菌单菌培养时的生长抑制,强化两菌的互作关系,使维生素C前体(2-酮基-L-古龙酸,2-KGA)的产量提高到73.34 g/L(对照组为59.09 g/L),醇酸转化率提高到86.0%。研究结果为进一步优化维生素C两菌一步发酵体系提供了新思路。 展开更多

关键词 一步发酵 氧化葡萄糖酸杆菌 普通生酮古龙酸杆菌 硫辛酸

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解脂耶氏酵母基于木质纤维素原料生产化学品研究进展

9

作者 王露鑫 房立霞 +4 位作者 陈雅如 李孟旭 牛小龙 宋浩 曹英秀 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期91-100,共10页

解脂耶氏酵母具有遗传背景清晰、分子操作体系较为成熟、抗逆性强、底物谱广、有机酸和蛋白质分泌能力强等优点,在微生物发酵生产化学品领域极具应用潜力。木质纤维素是丰富的可再生生物质资源,以木质纤维素原料替代化石原料生产化学品... 解脂耶氏酵母具有遗传背景清晰、分子操作体系较为成熟、抗逆性强、底物谱广、有机酸和蛋白质分泌能力强等优点,在微生物发酵生产化学品领域极具应用潜力。木质纤维素是丰富的可再生生物质资源,以木质纤维素原料替代化石原料生产化学品对于缓解全球能源危机、保障粮食安全等意义重大。解脂耶氏酵母可以天然代谢木质纤维素水解产生的葡萄糖,但对其他水解产物(如木糖)的利用效率极低。综述解脂耶氏酵母利用木质纤维素原料的代谢途径及改造策略,以木质纤维素原料生产化学品为例,重点讨论该过程中的主要瓶颈问题及解决办法,为后续研究提供参考。 展开更多

关键词 解脂耶氏酵母 木质纤维素 木糖 代谢工程

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代谢工程提高聚酮抗生素产量

10

作者 谢荣辉 林春燕 赵广荣 《中国抗生素杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期721-727,共7页

放线菌产生的聚酮类抗生素,由于它强大的抗菌、抗虫、抗免疫排斥和抗肿瘤等生物活性,被认为是一类附加值极高的天然次级代谢产物。目前工业上主要通过微生物发酵的方式进行聚酮抗生素的生产,培育高产优质的菌种仍是关键所在,但同时也面... 放线菌产生的聚酮类抗生素,由于它强大的抗菌、抗虫、抗免疫排斥和抗肿瘤等生物活性,被认为是一类附加值极高的天然次级代谢产物。目前工业上主要通过微生物发酵的方式进行聚酮抗生素的生产,培育高产优质的菌种仍是关键所在,但同时也面临巨大挑战。近年来,随着生物合成途径的解析、系统生物学发展,利用前体工程、转录调控、多组学技术、异源表达等策略显著提高了聚酮抗生素的产量,推动了抗生素工业的发展。本文综述了最近代谢工程策略在聚酮抗生素的研发应用,并展望了未来的发展趋势。 展开更多

关键词 聚酮类 抗生素 放线菌 天然产物 代谢工程 合成生物学

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基于工程化盐单胞菌TDZI-08一锅法合成衣康酸

11

作者 张静 元跃 +1 位作者 王智文 陈涛 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2666-2677,共12页

衣康酸(itaconic acid,IA)是12种高附加值平台化合物之一,广泛应用于涂料、黏合剂、塑料、树脂和生物燃料等领域。本研究基于前期构建的工程化盐单胞菌TDZI-08,通过排查阻碍因素、优化碳源、氮源、诱导剂添加时间和表面活性剂添加量等,... 衣康酸(itaconic acid,IA)是12种高附加值平台化合物之一,广泛应用于涂料、黏合剂、塑料、树脂和生物燃料等领域。本研究基于前期构建的工程化盐单胞菌TDZI-08,通过排查阻碍因素、优化碳源、氮源、诱导剂添加时间和表面活性剂添加量等,建立了一锅法催化柠檬酸合成衣康酸工艺。在5 L发酵罐中利用TDZI-08进行开放式不灭菌一锅法合成,最高产生了40.50 g/L衣康酸,催化阶段得率为0.68 g衣康酸/g柠檬酸,总得率为0.42 g衣康酸/g(柠檬酸+葡萄糖酸)。本研究探索出的一锅法合成体系工艺简单且无须灭菌和无菌操作,表明盐单胞菌具有较好的衣康酸工业化生产潜力。 展开更多

关键词 盐单胞菌 衣康酸 一锅法合成 工艺优化

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人工金属酶研究进展

12

作者 刘小妍 黄超群 +1 位作者 金雪芮 罗云孜 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期72-84,共13页

金属酶由金属辅因子和蛋白骨架构成。金属辅因子提供催化活性,是金属酶发挥功能的关键,而蛋白骨架为金属辅因子提供附着位点,同时提供手性环境。天然金属酶种类较多,可催化羟基化、环氧化等反应,其辅因子主要以金属离子或金属配体的形... 金属酶由金属辅因子和蛋白骨架构成。金属辅因子提供催化活性,是金属酶发挥功能的关键,而蛋白骨架为金属辅因子提供附着位点,同时提供手性环境。天然金属酶种类较多,可催化羟基化、环氧化等反应,其辅因子主要以金属离子或金属配体的形式存在,所含金属元素以Fe、Cu、Zn居多,部分天然金属酶也含Mn等金属元素。然而,由于天然金属酶难以催化非天然底物,且部分金属酶体外催化效率低、自身稳定性较差,无法得以广泛应用。近年来研究发现,通过对起催化功能的金属辅因子和提供酶促反应微环境的蛋白骨架进行理性设计构建人工金属酶(artificial metalloenzymes,ArMs),可提高金属酶的催化效率或使其能够催化多种天然和非天然反应。此外,利用纳米技术修饰人工金属酶可以提高金属酶的稳定性和可调控性,为人工金属酶的优化提供了新思路。总结近年来人工金属酶领域取得的成果,着重介绍构建人工金属酶策略方面的研究进展,包括金属辅因子的改造、蛋白骨架的设计、基于纳米技术的修饰等,并展望了设计改造人工金属酶所面临的机遇和挑战,以期为人工金属酶的设计和应用提供参考。 展开更多

关键词 人工金属酶 辅因子 蛋白骨架 理性设计 纳米技术

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