期刊,合成生物学 2021年卷6期_国家学术搜索

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合成生物学

合成生物学/Journal Synthetic Biology JournalCSCDCSTPCD北大核心

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5-氨基乙酰丙酸生物合成技术的发展及展望

陈久洲王钰蒲伟郑平...

1000-1016页

查看更多>>摘要：5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)是生物体内天然存在的一种功能性非蛋白质氨基酸,在医药保健和农牧领域具有重要的应用价值.尽管化学合成技术率先打通了5-ALA的制备路线,但工艺的复杂性和高成本问题,限制了其生产规模和应用推广.随着生物技术的兴起,生物合成作为一种绿色替代技术成为解决上述问题的突破口.本文回顾了近50年来5-ALA生物合成技术的发展历程,综述了5-ALA生物合成的3种主要策略,即天然菌株诱变筛选、利用重组外源C4途径的工程菌株催化合成以及基于代谢工程的高效细胞工厂构建,总结了每种策略的技术特点和主要问题,重点介绍了代谢工程改造策略和合成生物技术在5-ALA微生物细胞工厂开发中的应用和研究进展.在此基础上,本文进一步分析了限制5-ALA生物合成的瓶颈,阐述了血红素合成代谢的复杂调控作用和多底物的协同供给在5-ALA生物合成中的重要作用,并从新靶点、新底盘和新技术策略的角度,对合成生物学时代5-ALA生物合成技术未来的发展进行了展望.

关键词：

5-氨基乙酰丙酸生物合成代谢工程合成生物学微生物细胞工厂

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基于化学品生物合成的嗜甲烷菌人工细胞构建及应用进展

郭树奇焦子悦费强

1017-1029页

查看更多>>摘要：由于来源广泛且储量丰富,甲烷被认为是极具应用潜力的下一代生物碳源.嗜甲烷菌是一种分离自富含甲烷环境中的革兰氏阴性细菌,其体内含有独特的甲烷单加氧酶能够让这类微生物以甲烷为唯一碳源和能源进行生长、代谢与产物合成.作为一种重要的工业微生物,嗜甲烷菌在甲烷生物转化利用、温室气体减排和"碳中和"策略开发方面具有重要意义.近年来,随着嗜甲烷菌基因编辑方法、代谢路径调控、生物元件挖掘等菌种构建工具和策略的不断开发,嗜甲烷菌人工细胞可高效转化甲烷生物合成多种大宗化学品和生物燃料.本文围绕遗传改造工具、甲烷碳流调控、异源途径表达和代谢节点累积等方面的研究进展,概述了构建嗜甲烷菌人工细胞的方法和提高甲烷同化效率的策略.同时介绍了基因组学、转录组学、代谢组学等组学研究方法在调控嗜甲烷菌底盘碳代谢流向和通量中的应用.最后,结合生物转化甲烷合成酸类、萜类、醇类等化学品的研究,分析并展望了嗜甲烷菌工业化应用所面临的挑战和机遇.

关键词：

甲烷嗜甲烷菌细胞工厂构建策略化学品生物合成

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2-苯乙醇生物合成的研究进展

严伟高豪蒋羽佳钱秀娟...

1030-1045页

查看更多>>摘要：2-苯乙醇(2-PE)是一种具有玫瑰香味的重要香料化合物,广泛应用于化妆品、香水、食品等行业.传统的2-PE生产主要是从植物原料中提取或化学合成.然而,这些方法无法满足消费者对天然香料日益增长的需求.以发酵法或酶法生产的L-苯丙氨酸为前体,利用酵母细胞将其转化为2-PE,产品既符合环境友好的要求,又满足"天然"产品的定义,可以取代从玫瑰或其他植物精油中提取的天然2-PE.因此,生物法合成2-PE已经引起人们的广泛关注.本文综述了生物法合成2-PE的现状和发展前景,指出相对于传统的化学合成和天然植物提取,生物转化比较具有优越性.并对2-PE的合成途径、全局调控机制、提高2-PE产量的策略以及农工废弃物作为原料的利用进行了系统的论述.此外,本文还讨论了原位产物分离技术在2-PE生物合成中的应用.

关键词：

2-苯乙醇生物合成全局调控代谢工程原位萃取

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在大肠杆菌中从头生物合成3-苯丙醇

高虎涛王佳孙新晓申晓林...

1046-1060页

查看更多>>摘要：3-苯丙醇是一种具有芳香味的高价值香料,在医药、化妆品、食品等领域有广泛用途,是生产多种药品和化学品的重要前体.其目前的生产方法主要依赖于植物提取和化学合成,存在产物得率低、生产周期长和环境不友好等缺点.为解决这些问题,构建微生物细胞工厂利用可再生资源合成3-苯丙醇具有重要的意义.本研究通过将目标化合物与微生物自身代谢网络建立联系,基于底物或中间体与产物的结构类似性以及化合物间的基团转移关系,设计并构建了两条不同的3-苯丙醇的人工生物合成途径.其中,依赖羧酸还原酶的苯丙醇生物合成途径具有较高的生产效率.在大肠杆菌中实现了以甘油为碳源,从头生物合成3-苯丙醇,产量达91 mg/L.通过消除限速步骤,增加莽草酸途径碳通量以及敲除竞争途径等代谢工程策略的实施,将苯丙醇的产量提高到了841 mg/L,较初始菌株产量提高了9.2倍,为苯丙醇的绿色、可持续、大规模生产提供了基础.

关键词：

3-苯丙醇代谢工程莽草酸途径人工途径设计

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征稿简则

封3页

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