分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2019-05-06
摘要： 萜类化合物具有可观的商业价值，但生产过程复杂，产量低，利用微生物异源合成萜类化合物已成为热点。谷氨酸棒状杆菌内含合成萜类色素的途径，具有异源合成萜类化合物的天然优势和研究前景。首次对谷氨酸棒状杆菌合成萜类化合物进行了综述，从萜类合成途径、关键酶和全局调控机制三个方面进行了途经介绍。概述了谷氨酸棒状杆菌中单萜、倍半萜、四萜类化合物的异源合成，并对利用谷氨酸棒状杆菌高效合成萜类化合物所需解决的问题进行讨论，为谷氨酸棒状杆菌高效合成萜类化合物提供建议。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2017-07-24 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： CRISPR/Cas9系统的发展彻底改变了人们编辑DNA序列和调控目标基因表达水平的能力，从而为生物体的精确基因组编辑提供了有力的工具。简化后的CRISPR/Cas9系统由两部分组成：Cas9蛋白和sgRNA。其作用原理为sgRNA通过自身的Cas9把手与Cas9蛋白形成Cas9-sgRNA复合体，Cas9-sgRNA复合体中sgRNA的碱基互补配对区序列与目标基因的靶序列通过碱基互补配对原则进行配对结合，Cas9利用自身的核酸内切酶活性对目标DNA序列进行切割。与传统的基因组编辑技术相比，CRISPR/Cas9系统具有几大明显的优势：易用性、简便性、低成本、可编程性以及可同时编辑多个基因。CRISPR/Cas9基因组编辑技术以及衍生出来的CRISPRi和CRISPRa基因表达调控技术已经被广泛应用于多种真核和原核生物中。该文综述了CRISPR/Cas9系统的起源、作用机理、在生物体中的应用和其衍生出的技术，并概述了其脱靶效应和未来前景。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2017-07-24 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： 8二甲基异戊烯基柚皮素（8DN）作为生产黄酮类类药物淫羊藿苷的重要前体，在医药合成领域具有重大应用潜力。由于其合成路径及相关基因的复杂性，目前主要通过饲喂8DN的直接前体(柚皮素，异黄腐酚等）的方式合成8DN，而在生物体内全合成8DN的的研究工作还未见报道。为了实现8DN在酿酒酵母体内的生物全合成，该研究通过组合筛选8DN前体物柚皮素合成所需的多种外源基因（TAL，4CL，CHS，CHI），获得30株柚皮素生产菌，发现不同来源的基因组合引起柚皮素产量的明显差异（0.37mg/L-22.33mg/L）。并且利用Delta位点将较优的基因组合整合至酵母基因组，实现了稳定的柚皮素高产菌株（SyBE_Sc02050031）构建。在此基础上进一步导入带有苦参来源的异戊烯基转移酶基因（N8DT）多拷贝质粒，实现8DN合成的完整反应过程，8DN的摇瓶发酵产量达到36.7μg/L。另外通过关键限速酶N8DT的序列优化策略，发现截断定位信号肽序列的N8DT明显提高了从柚皮素到8DN这一关键反应的催化效果，8DN的产量提高到52.6 μg/L（144.2%）。该研究首次在酿酒酵母中成功构建高产8DN的生物全合成路径，为在微生物体内合成其他黄酮类天然产物提供了参考，具有重要的指导意义。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2017-07-24 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： 9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-1,4-二烯-3,20-二酮（Ⅳ）是生产9-氟甾体激素的关键前体，以9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-4-烯-3,20-二酮-21-醋酸酯（Ⅰ）为底物合成Ⅳ是工业化生产Ⅳ的重要方法。通过比较分枝杆菌全细胞转化法与细胞裂解液转化法，发现分枝杆菌全细胞只能将Ⅰ转化9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-4-烯-3,20-二酮（Ⅱ），而细胞裂解液可以有效地将Ⅰ转化为Ⅳ，其反应机制为底物Ⅰ自发水解为中间体Ⅱ，Ⅱ在C1,2位脱氢酶（KSTD）的催化作用下发生C1,2位脱氢反应生成产物Ⅳ。为进一步提高产物Ⅳ的生成率，利用基因工程手段在分枝杆菌中分别过表达编码KSTD的关键基因：kstD、kstD3和kstDM，提高脱氢反应效率，结果表明1 g/L底物Ⅰ在pH 7.0的重组菌株MS136-kstDM细胞裂解液中反应45 h，Ⅳ的生成率为78.4 %，比出发菌株提高了38.9％；并优化缓冲液pH，提高反应速率，结果表明1 g/L底物Ⅰ在pH 7.5的重组菌株MS136- kstDM细胞裂解液中反应45 h，Ⅳ的生成率为92.8 %，比出发菌株提高了63.4 %。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2017-07-24 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： 巴氏芽孢八叠球菌是迄今为止所知的利用尿素降解进行生物矿化的最为高效的微生物系统之一，基于其碳酸钙生物矿化形成的“超强能力”，巴氏芽孢八叠球菌已经被成功地应用于沙石、土壤等生物固化中，成为一种全新的、具有极大潜力的生物建筑辅助技术，被称为“生物水泥”。由于巴氏芽孢八叠球菌分离自土壤，没有病原性并具有极好的环境友好性。近年来，其应用领域被拓展到环境治理乃至健康医疗领域，成为全新的研究热点。然而，与应用研究相比，人们对巴氏芽孢八叠球菌生物矿化背后的分子机理还知之甚少。因此，这里针对迄今为止国内外对于巴氏芽孢八叠球菌生物矿化相关的分子机理的研究进行分析介绍，在此基础上综述了在包括建工、环境、及医疗健康领域内巴氏芽孢八叠球菌的应用，希望能够促进对于巴氏芽孢八叠球菌矿化的研究。
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