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生物工程学报
生物工程学报

杨胜利

月刊

1000-3061

cjb@im.ac.cn

010-64807509

100101

北京朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所B401

生物工程学报/Journal Chinese Journal of BiotechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《生物工程学报》是国内外公开发行的全国性学术期刊, 由中国科学院微生物研究所和中国微生物学会共同主办。主要报道生物工程研究的新发展、新成果、新技术。刊登的内容包括：基因工程、细胞工程、酶工程、生化工程、组织工程、生物信息、生物制药、生物芯片等。栏目设有：综述、研究报告、研究简报、技术与方法等。《生物工程学报》创刊于1985年。20多年来，本刊始终以推动生命技术发展和促进国家经济建设为宗旨，及时报道我国生物工程方面的重要研究成果, 有力地促进了国内在这一领域的学术交流，为科研教学和经济建设发挥了积极的作用。本刊已被美国<CA>,<BA>，<MEDLINE>,及<俄罗斯文摘>、中国生物学文摘、中国科学引文数据库、万方数据库、中国科技期刊光盘版等检索系统收录，是中国自然科学核心期刊。
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    麦角硫因生物合成研究的新进展

    刘琦毛雨丰廖小平罗家豪...
    1408-1420页
    查看更多>>摘要：麦角硫因是一种独特的细胞生理保护剂,在食品、饮料、化妆品和医药等行业具有广阔的应用前景.生物合成法是麦角硫因制备方法的研究热点.文中介绍了近年来在麦角硫因生物合成途径的鉴定、生物合成关键酶的挖掘、天然可食用菌种以及高产工程菌的开发等方面取得的新进展,以期从分子层面深入认识麦角硫因生物合成的调控机制,进而利用发酵工程、代谢工程和合成生物学的新技术大幅度提升麦角硫因的生物合成水平.

    麦角硫因生物合成天然蕈菌发酵工程代谢工程

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    微生物模块化共培养工程的应用及控制策略

    庞庆霄韩昊祁庆生王倩...
    1421-1431页
    查看更多>>摘要：传统的微生物合成方法通常依赖于单一工程菌株,通过代谢工程改造合成目标产物.由于关键的辅因子、前体和能量被引入到复杂的化合物合成途径中,加重了工程菌株的代谢负担,因而常常会影响目标产物产量.而模块化共培养工程已经成为一种有效进行异源生物合成并有望大大提高产物产量的新方法.在模块化共培养工程中,不同模块菌群之间的相互协调对于生产至关重要.文中重点介绍了模块化共培养工程的应用及种群控制策略.

    模块化共培养种群控制代谢工程合成生物学

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    利用CRISPR-Cas系统防控细菌耐药性的研究进展

    王晨羽刘芝芝唐标杨华...
    1432-1445页
    查看更多>>摘要：细菌多重耐药是医药健康、农林牧渔、生态环境等多领域共同面临的全球性挑战.抗生素耐药基因跨物种跨区域传播是导致细菌多重耐药形成的重要原因.然而,目前尚无有效方案解决日益严峻的细菌多重耐药问题.由规律成簇间隔短回文重复序列和与之相关的蛋白组成的CRISPR-Cas系统,可靶向切割进入细菌的外源核酸,具有防控耐药基因转移导致细菌多重耐药的应用潜力.文中在简要介绍CRISPR-Cas系统作用机制的基础上,着重讨论近年来以质粒、噬菌体、纳米粒子等载体传递CRISPR-Cas工具消减耐药基因的研究进展,进而展望该研究领域的发展趋势,为防控细菌多重耐药性提供新的思考方向.

    多重耐药性耐药基因水平基因转移CRISPR-Cas系统

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    基因编辑技术在大肠杆菌中的应用

    晁双英胡学军
    1446-1461页
    查看更多>>摘要：利用基因编辑技术对大肠杆菌基因组进行改造可以研究基因功能,或改变其代谢途径大量生产原本成本较高的产物,从而获得可以生产特定产物的遗传稳定性工程菌株.目前可以对细菌基因组编辑的方法有Red同源重组、CRISPR/Cas9技术等.Red同源重组是比较传统的基因编辑技术,应用广泛,但编辑效率受整合片段大小的限制,基因编辑过程比较烦琐,且重组后基因组会有FRT位点残留.CRISPR/Cas9技术应用广泛,可靶向基因组特定位置进行编辑,但需要根据编辑位点设计特定的DNA打靶片段.随着人们对这两种技术越来越深入的研究,衍生出了多种复合基因编辑技术.如Red同源重组和归巢核酸内切酶Ⅰ-Sce Ⅰ的联合运用,Red同源重组和CRISPR/Cas9的联合运用等.本文总结了常用的几种基因编辑技术及复合基因编辑技术的基本原理及在大肠杆菌中的应用,可为原核生物基因编辑方法的选择提供依据.

    基因编辑工程菌株代谢途径

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    革兰氏阳性菌细胞外囊泡的研究现状

    葛艳艳李子涵王新月罗学刚...
    1462-1474页
    查看更多>>摘要：细胞外囊泡(EVs),也称为膜小泡,是真核细胞和细菌分泌的囊泡状小体.它通过携带蛋白质、DNA、RNA和各种代谢物进行细胞间物质的交流传递.根据内容物的不同发挥不同的生理功能,如传递营养物质、参与免疫反应、治疗癌症等.目前大多数研究专注于真核细胞和革兰氏阴性菌囊泡的探索,而对革兰氏阳性菌中分泌的囊泡研究较少.这篇综述总结了 目前对于革兰氏阳性细菌EVs的产生、内容物成分、生理功能、改造等方面的研究成果,并探讨了未来革兰氏阳性菌囊泡需研究的关键领域.

    细胞外囊泡革兰氏阳性菌生理功能相互作用免疫

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    嗜热厌氧杆菌热稳定CRISPR/Cas9基因组编辑技术及在细胞工厂构建中的应用研究进展

    乐易林何兴孙建中
    1475-1489页
    查看更多>>摘要：嗜热厌氧杆菌属(Thermoanaerobacter)来源的菌株作为一个高温发酵的细胞工厂,具有生产生物燃料和化学品的潜力,已引起了研究者的广泛兴趣.随着嗜热厌氧杆菌属来源的多个菌株全基因组测序的完成以及相关的生理生化实验的开展,建立一个简便、快捷的基因操作技术将有助于进一步深入理解和认识嗜热厌氧杆菌有关的代谢途径.最近,成簇的规律间隔短回文重复序列及其相关系统(CRISPR/Cas)的基因编辑技术在嗜热菌中被开发应用.文中综述了嗜热厌氧杆菌的研究进展和热稳定性CRISPR/Cas9基因组编辑技术在嗜热厌氧杆菌的发展和建立,并对该编辑技术在其他嗜热菌未来发展的趋势提出参考意见.嗜热菌热稳定性的CRISPR/Cas9基因组编辑技术的建立和完善不仅可以促进嗜热菌遗传改造技术的发展,而且有助于提高嗜热菌遗传育种和代谢工程改造的效率.

    嗜热厌氧杆菌热稳定性Cas9热稳定性CRISPR/Cas9基因编辑

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    固有无序蛋白研究进展及其对细胞胁迫耐受性的影响

    颜凝李洪兴吴龙昊杨硕...
    1490-1505页
    查看更多>>摘要：固有无序蛋白(intrinsically disordered proteins,IDPs)是指在生理条件下缺乏有序稳定的高级结构,整体或局部不折叠,但能够参与多种生物学过程、行使特定生物学功能的一类蛋白质.固有无序蛋白决定了其不同于经典蛋白质"序列-结构-功能"的功能范式,丰富了蛋白质"结构-功能"的多样性.固有无序蛋白普遍存在于生物体中,通常具有高亲水性、带电性、氨基酸重复性高和排列序列简单等一级结构特征,并因此产生易结合性和高度协调性等利于蛋白质发挥功能的优势性能.在不同生物的研究中表明无序蛋白对细胞胁迫响应具有重要的影响,其过表达可提高生物对多种胁迫条件包括冷冻、高盐、热激和干燥等的耐受性.本文在简要介绍固有无序蛋白的特性、分类及鉴定的基础上,重点阐述其提高细胞抗胁迫能力的分子机理,并对固有无序蛋白的应用前景进行了展望.

    固有无序蛋白结构预测蛋白质功能胁迫响应耐干燥耐冷冻耐盐热激

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    肽聚糖水解酶基因缺失对解淀粉芽胞杆菌活菌数量及产碱性蛋白酶的影响

    徐小健朱宝悦李昕悦张金方...
    1506-1517页
    查看更多>>摘要：为了探究肽聚糖水解酶对解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)活细胞数量以及碱性蛋白酶产量的影响,对解淀粉芽胞杆菌TCCC111018中的5个肽聚糖水解酶基因(lytC、lytD、lytE、lytF、lytG)分别进行敲除.通过分析对比基因缺失前后的生物量以及碱性蛋白酶酶活力发现,敲除菌株BAΔlytC、BAΔlytE在60h的活菌数分别达到1.67×106 CFU/mL、1.44×106 CFU/mL,分别高出对照菌株BAΔupp32.5％、14.3％;其碱性蛋白酶酶活力分别为20 264 U/mL、17265U/mL,比对照菌株分别提高了 43.1％、27.3％.该结果表明肽聚糖水解酶的缺失可以有效维持解淀粉芽胞杆菌活细胞数量和提高碱性蛋白酶的酶活力,为进一步构建工业酶生产宿主提供了新的思路和研究策略.

    解淀粉芽胞杆菌肽聚糖水解酶基因敲除活菌数量碱性蛋白酶

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    醇脱氢酶金属离子绑定位点的可替换性

    毕悦欣蒋迎迎覃宗敏曲戈...
    1518-1526页
    查看更多>>摘要：金属酶通过其极性氨基酸残基侧链所形成的共价键去锚定金属离子,目前鲜有报道替换金属绑定位点本身是否影响原有酶催化性能.以来源于Thermoanaerobacter brockii的锌离子依赖型醇脱氢酶TbSADH为研究对象,对其绑定锌离子的3个氨基酸残基位点Cys37、His59及Asp150进行序列保守性分析并构建突变体文库.经过建库筛选,从224个克隆中获得3个能够不对称催化还原模式底物四氢呋喃-3-酮的突变体,且转化率及ee值与野生型酶保持一致.结果揭示了虽然醇脱氢酶TbSADH的金属离子绑定位点高度保守,但仍具有一定的可替换性,且不以损耗活性及立体选择性为代价,为后续金属离子置换及其介导的新反应设计奠定了研究基础.

    酶工程生物催化理性设计金属酶金属绑定位点

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    盐单胞菌利用短链脂肪酸合成聚羟基脂肪酸酯

    陈文广刘子鹤李正军
    1527-1536页
    查看更多>>摘要：盐单胞菌(Halomonas)能够利用多种底物为碳源生长,由于其能在高盐条件下进行不灭菌的开放发酵,已被开发用作下一代生物技术的底盘细胞.包括乙酸、丙酸和丁酸在内的短链挥发性脂肪酸能够以生物质为原料制备,有望成为用于微生物发酵的新型碳源.利用10-50g/L浓度的丁酸为碳源对Halomonas sp.TD01和TD08进行摇瓶培养,结果发现Halomonas sp.TD01和TD08能够有效利用丁酸合成聚-3-羟基丁酸酯,20 g/L 丁酸获得的聚酯产量最高,分别达到9.12 g/L和7.37 g/L;更高浓度的丁酸抑制了细胞生长,50 g/L 丁酸条件下的聚酯产量下降至4.00 g/L以下.此外,Halomonas sp.TD08可以利用丁酸和丙酸为混合碳源合成3-羟基丁酸和3-羟基戊酸共聚酯,但丙酸对细胞生长具有较大毒性,2 g/L丙酸和20 g/L 丁酸为混合碳源时的细胞干重仅为0.83 g/L,聚酯产量仅为0.15 g/L.通过添加甘油为辅助碳源,明显改善了细胞生长,使得共聚酯的产量提高至3.95 g/L,其中3-羟基戊酸单体含量为8.76 mol％.短链挥发性脂肪酸在盐单胞菌生产聚羟基脂肪酸酯中具有良好的应用前景.

    盐单胞菌乙酸丙酸丁酸聚羟基脂肪酸酯

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