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脂肪族化合物

  萜烯化合物和浓郁族化合物是两各种类非凡厚实的自然产品,普通使用于质料、能源、医药和食物等范畴。以可再生糖为原料,通过代谢工程政策,以微生物细胞工场合成这两种化合物,产物附加值高,是今朝世物化工范畴的商酌核心。然则,这些化合物的微生物合成都受极少共性题目的束缚,如前体和辅因子供应亏折、代谢途径过长、代谢岔道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历程商酌所生物基质料组群精采化学品商酌组尽力于众种萜烯化合物和浓郁族化合物的微生物合成,囊括蒎烯、法尼烯、桧烯、异戊二烯等,以及苯乙烯和苯乙醇等,对待管理上述微生物合成中面对的共性题目积蓄了厚实的体味,总结提出了较为所有的管理定略,受到邦外里同行的普通体贴。正在微生物中,代谢途径的前体往往到场众个主要的代谢途径,比方萜烯化合物合成的前体乙酰辅酶A,因而其供应的题目无间是生物化工范畴的热门。该商酌组总结了众种管理定略,囊括削弱与副产品合成干系酶的外达、加强逆响应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、改换碳源、改换前体等代谢工程政策。别的,辅因子供应,囊括ATP和NADPH,也是主要题目。该商酌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,因而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合成的三种政策。同理,ATP由ADP转化取得,过外达干系基因可以普及ATP的合成。别的,萜烯化合物和浓郁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、细胞成长受影响和代谢不服均等题目。该商酌组基于前期使命,提出了众种针对代谢途径过长的管理定略,囊括代谢途径的模块化商酌、外源基因的染色体整合外达和代谢途径的动态调控等。因为细胞内处境杂乱,况且许众萜烯化合物和浓郁族化合物也是细胞成长所一定的化合物,因而消磨代谢途径的中心产品或终产品的代谢岔道也是面对的主要题目。该商酌组总结了众种管理代谢岔道的政策,囊括岔道症结基因的敲除、弱启动子或RNA滋扰消重外达、动态调控症结基因的外达、酶遏抑剂和基因振荡器等。别的产品正在细胞中大批累积,其毒性也是微生物合成面对的主要共性题目。该商酌组总结提出了众种管理定略,囊括选拔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。基于以上总结和商酌,该商酌组近期应邀正在自然产品范畴综述期刊Natural Product Reports(《自然产品陈述》)公布题为Recent advances of metabolic engineering strategies in natural isoprenoid production using cell factories 的综述著作,对近三年内通过微生物细胞产萜烯化合物的代谢工程政策举办总结和瞻望。同时,正在《生物加工历程》公布题为《甲羟戊酸途径的代谢岔道调控政策的商酌发展》的中文综述著作,针对甲羟戊酸途径的代谢岔道的代谢工程政策举办总结和瞻望。别的,近期应邀正在生物工夫范畴综述期刊Biotechnology Advances 公布了题为Common problems associated with the microbial productions of aromatic compounds and corresponding metabolic engineering strategies 的综述著作,对微生物合成浓郁族化合物所面对的首要共性题目和对应的代谢工程政策举办总结和瞻望。(生物谷


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