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萜类

  萜烯化合物和清香族化合物是两各类类万分充裕的自然产品,平常行使于原料、能源、医药和食物等周围。以可再生糖为原料,通过代谢工程战略,以微生物细胞工场合成这两种化合物,产物附加值高,是暂时世物化工周围的研讨中心。然则,这些化合物的微生物合成都受少少共性题目的控制,如前体和辅因子供应亏欠、代谢途径过长、代谢歧途滋扰和产品毒性强等题目。众年来,中邦科学院青岛生物能源与进程研讨所生物基原料组群慎密化学品研讨组尽力于众种萜烯化合物和清香族化合物的微生物合成,搜罗蒎烯、法尼烯、桧烯、异戊二烯等,以及苯乙烯和苯乙醇等,关于处理上述微生物合成中面对的共性题目蕴蓄堆积了充裕的体验,总结提出了较为全数的处理议略,受到邦外里同行的平常闭心。正在微生物中,代谢途径的前体往往到场众个苛重的代谢途径,比如萜烯化合物合成的前体乙酰辅酶A,于是其供应的题目连续是生物化工周围的热门。该研讨组总结了众种处理议略,搜罗削弱与副产品合成干系酶的外达、加强逆反映酶的外达以将副产品催化合成为前体、引入新型的前体合成途径、调度碳源、调度前体等代谢工程战略。此外,辅因子供应,搜罗ATP和NADPH,也是苛重题目。该研讨组总结了正在大肠杆菌中NADPH合成的三个途径,戊糖磷酸途径、TCA轮回和NADH的转化,于是过外达戊糖磷酸途径的Zwf1、TCA轮回的sucAB、gltA和sdhABCD,和催化NADH转化为NADPH的Pos5是普及NADPH合成的三种战略。同理,ATP由ADP转化获取,过外达干系基因也许普及ATP的合成。此外,萜烯化合物和清香族化合物合成的代谢途径过长,导致毒性中心代谢产品累积、细胞代谢负荷重、细胞孕育受影响和代谢不均衡等题目。该研讨组基于前期职责,提出了众种针对代谢途径过长的处理议略,搜罗代谢途径的模块化研讨、外源基因的染色体整合外达和代谢途径的动态调控等。因为细胞内情况庞杂,并且良众萜烯化合物和清香族化合物也是细胞孕育所一定的化合物,于是泯灭代谢途径的中心产品或终产品的代谢歧途也是面对的苛重题目。该研讨组总结了众种处理代谢歧途的战略,搜罗歧途环节基因的敲除、弱启动子或RNA滋扰下降外达、动态调控环节基因的外达、酶压抑剂和基因振荡器等。此外产品正在细胞中豪爽累积,其毒性也是微生物合成面对的苛重共性题目。该研讨组总结提出了众种处理议略,搜罗抉择无细胞合成系统或者抗毒性宿主,过外达转运卵白以将毒性产品排出细胞,将毒性产品转化为无毒性产品。基于以上总结和研讨,该研讨组近期应邀正在自然产品周围综述期刊Natural Product Reports(《自然产品呈文》)揭晓题为Recent advances of metabolic engineering strategies in natural isoprenoid production using cell factories 的综述作品,对近三年内通过微生物细胞产萜烯化合物的代谢工程战略举行总结和预计。同时,正在《生物加工进程》揭晓题为《甲羟戊酸途径的代谢歧途调控战略的研讨发展》的中文综述作品,针对甲羟戊酸途径的代谢歧途的代谢工程战略举行总结和预计。此外,近期应邀正在生物工夫周围综述期刊Biotechnology Advances 揭晓了题为Common problems associated with the microbial productions of aromatic compounds and corresponding metabolic engineering strategies 的综述作品,对微生物合成清香族化合物所面对的首要共性题目和对应的代谢工程战略举行总结和预计。(生物谷


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