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相似文献
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1.
植物类萜生物合成途径及关键酶的研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
萜类化合物是植物中广泛存在的一类代谢产物,在植物的生长、发育过程中起着重要的作用。植物中的萜类化合物有两条合成途径:甲羟戊酸途径和5-磷酸脱氧木酮糖/2C-甲基4-磷酸-4D-赤藓糖醇途径。这两条途径中都存在一系列调控萜类化合物生成、结构和功能各异的酶,其中关键酶的作用决定了下游萜类化合物的产量。植物类萜生物合成途径的调控以及该途径中关键酶的研究已成为目前国内外生物学领域的一大热点。综述了植物类萜生物合成途径和参与该途径的关键酶及其基因工程的研究进展,并展望了其应用前景。  相似文献   

2.
植物萜类代谢工程   总被引:10,自引:0,他引:10  
植物萜类化合物不仅在植物生命活动中起重要作用,而且具有重要商业价值。随着近年来萜类代谢途径和调控机理研究的深入,代谢工程已成为提高萜类产量最有潜力的途径之一。对萜类代谢工程领域具代表性的研究结果进行了全面回顾,然后讨论了萜类代谢工程的研究方法和策略,其中重点探讨了功能基因组学方法在萜类代谢途径及调控机理研究方面的应用。  相似文献   

3.
植物萜类化合物不仅在植物生命活动中起重要作用,而且具有重要商业价值。随着近年来萜类代谢途径和调控机理研究的深入,代谢工程已成为提高萜类产量最有潜力的途径之一。对萜类代谢工程领域具代表性的研究结果进行了全面回顾,然后讨论了萜类代谢工程的研究方法和策略,其中重点探讨了功能基因组学方法在萜类代谢途径及调控机理研究方面的应用。  相似文献   

4.
萜类化合物是一类广泛存在于植物中的天然产物,其在食品、药品和化工等多个领域中均有广泛的用途,市场潜力巨大。因此,开发生产萜类化合物等植物天然产物可再生的微生物资源来补充甚至代替原有稀少和珍贵的植物资源,具有重要的理论意义和潜在的应用价值。解脂耶氏酵母是目前使用最广泛的非常规酵母底盘细胞之一。近年来,利用代谢工程及合成生物学技术在解脂耶氏酵母底盘细胞中重构与优化萜类化合物的合成途径以实现目标代谢产物的高效合成,已经成为一项研究热点。本文系统总结了有关利用解脂耶氏酵母作为底盘细胞异源生产植物萜类化合物的具体实例和最新进展,包括所涉及的宿主菌株、关键酶、代谢途径及改造策略等,并在最后对该领域的未来发展方向进行了展望。  相似文献   

5.
黄晓斌  仲蕾蕾 《微生物学通报》2015,42(10):2019-2025
植物萜类化合物广泛应用于食品、医药、化妆品、农业等行业,在人们生活中起着越来越重要的作用,但因植物资源有限、生长缓慢、提取工艺复杂、生产成本高等影响,萜类物质在应用上受到很大限制。酵母作为一种简单的真核生物,不但具有遗传背景清晰、生长快、容易操作等优点,而且其本身存在萜类合成途径。因此,酵母常被用作宿主菌,在不影响正常生长的情况下,优化其萜类合成途径,使之适合植物萜类药物的生物合成。本文就萜类的生物合成、近几年改造酵母生产萜类取得的成果和面临的一些问题及建议做一综述。  相似文献   

6.
赵利琴 《广西植物》2005,25(4):327-334
选取木兰科木兰属15种植物的108种萜类化合物成分作为研究资料,根据各种萜类化合物成分的结构类型从中找出34条可能的生源合成途径,并将各种生源途径作为数量性状,用聚类分析的方法得到木兰属各分类群之间的相关系数、作出树形分支图,根据所含萜类比较复杂成分的比例对该属的演化关系作出推论,结果表明木兰亚属与玉兰亚属是属于平行演化的两支。  相似文献   

7.
萜类化合物是一大类小分子天然产物,在生物体内扮演重要的角色。植物和真菌中萜类化合物的生物合成已被广泛研究,但是在真核生物中克隆或改造萜类化合物生物合成途径还有较大难度。许多细菌同样可以产生萜类化合物。在过去十多年间细菌萜类合酶的研究进展为我们对萜类化合物生物合成的理解做出了显著的贡献。这里我们主要关注细菌中合成的倍半萜化合物,概述其化学结构、倍半萜合酶对法尼基焦磷酸环化的机制、后修饰酶特别是氧化还原酶所参与的后修饰、代谢调控以及合成途径中尚未解决的问题等。  相似文献   

8.
单萜类化合物在食品、医药和工业等领域有重要的应用,具有可观的经济价值.随着合成生物学的日益发展,利用微生物作为细胞工厂合成单萜类化合物成为时下的研究热点.酿酒酵母是真核生物表达的模式菌株,其甲羟戊酸途径为单萜类化合物的合成提供直接前体,因此在酿酒酵母中构建异源单萜类化合物合成途径有较大优势.本文介绍了酿酒酵母细胞中异源单萜类化合物合成途径的构建.从甲羟戊酸途径代谢通量调控机制和融合酶调控酶催化反应效率两方面概述了酿酒酵母异源合成单萜类化合物的研究进展.  相似文献   

9.
1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)及其编码基因   总被引:5,自引:0,他引:5  
萜类物质是广泛分布于生物界的一类天然产物,也是重要生命物质。萜类物质通过甲羟戊酸(MVA)途径和2-C-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸(MEP)途径合成,古细菌、真菌和动物及人的萜类物质主要通过MVA途径合成,而多数真细菌(即通常而言的细菌)则利用MEP途径。植物同时拥有两种途径但分别定位于细胞质和质体。1-脱氧木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)是MEP途径的第一个酶,也是该途径的关键调控位点。现从DXS在MEP途径中的作用、DXS结构、亚细胞定位和酶活性、编码基因及突变体等方面对DXS进行全面阐述。拟南芥DXS基因插入突变体cla1-1发生白化,DXS基因表达与类胡萝卜素等萜类物质积累密切相关,在转基因生物体中过度表达DXS可促进萜类物质合成。植物DXS具有典型的质体转运肽序列,决定了DXS的质体定位。完备的DXS活性分析体系为DXS抑制剂开发筛选等研究奠定良好基础。DXS由一至多个基因编码,随生物种类而异,根据同源性,植物DXS基因可分成两类。DXS基因家族不同成员具有不同的表达模式,但通常有一个成员在多种组织中广泛表达。  相似文献   

10.
张帆  王颖  李春 《生物工程学报》2022,38(2):427-442
单萜类化合物是萜类化合物的一种,一般具有挥发性和较强的香气,部分单萜还具有抗氧化、抗菌、抗炎等生理活性,是医药、食品和化妆品工业的重要原料。近年来,利用微生物异源合成单萜类化合物的研究引起了科研人员的广泛关注,但因产量低、生产成本高等限制了其大规模应用。合成生物学的迅猛发展为微生物生产单萜类化合物提供了新的手段,通过改造微生物细胞可以得到不同种类的重组菌株,用于生产不同性能的单萜类化合物。文中将围绕单萜类化合物生物合成途径的设计与改造、高产单萜类化合物底盘细胞的设计与优化等几个方面阐述合成生物学应用于微生物生产单萜类化合物中的最新策略与进展。  相似文献   

11.
The potent antimalarial sesquiterpene lactone, artemisinin, is produced in low quantities by the plant Artemisia annua L. The source and regulation of the isopentenyl diphosphate (IPP) used in the biosynthesis of artemisinin has not been completely characterized. Terpenoid biosynthesis occurs in plants via two IPP-generating pathways: the mevalonate pathway in the cytosol, and the non-mevalonate pathway in plastids. Using inhibitors specific to each pathway, it is possible to resolve which supplies the IPP precursor to the end product. Here, we show the effects of inhibition on the two pathways leading to IPP for artemisinin production in plants. We grew young (7–14 days post cotyledon) plants in liquid culture, and added mevinolin to the medium to inhibit the mevalonate pathway, or fosmidomycin to inhibit the non-mevalonate pathway. Artemisinin levels were measured after 7–14 days incubation, and production was significantly reduced by each inhibitor compared to controls, thus, it appears that IPP from both pathways is used in artemisinin production. Also when grown in miconazole, an inhibitor of sterol biosynthesis, there was a significant increase in artemisinin compared to controls suggesting that carbon was shifted from sterols into sesquiterpenes. Collectively these results indicate that artemisinin is probably biosynthesized from IPP pools from both the plastid and the cytosol, and that carbon from competing pathways can be channeled toward sesquiterpenes. This information will help advance our understanding of the regulation of in planta production of artemisinin.  相似文献   

12.
利用类萜代谢工程改良作物风味   总被引:1,自引:0,他引:1  
类萜是从植物中分离出的一类类异戊二烯物质。其中挥发性萜类除了在吸引授粉媒、异株克生和植物防御中起到一定的生态作用外,还影响到水果、蔬菜和其他作物的香味形成。对类萜生物合成及其代谢工程的最新研究进展进行了综述,探讨了代谢过程中的关键酶基因,尤其是类萜合成酶(TPSs)基因的表达特性以及操纵类萜生物合成途径提高产量的几种可能的策略。随着更多相关基因的分离,利用代谢工程人工改良作物风味将指日可待。  相似文献   

13.
保幼激素生物合成研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
保幼激素(juvenile hormone,JH)是存在于昆虫、甲壳动物和部分植物体内的倍半萜类衍生物。在昆虫和甲壳动物体内,保幼激素主要调节变态和生殖活动。在植物体内,则可能作为异株克生物质发挥作用。保幼激素主要通过细胞质内的甲羟戊酸途径(MVA)合成,植物质体内存在萜类合成的1-去氧木糖-5-磷酸途径(DXP)。MVA和DXP途径通过单向质子协同运输系统进行协调,使DXP途径中形成的前体化合物参与MVA途径的倍半萜合成。JH生物合成的主要步骤己基本查明,但与合成相关的酶学研究还较薄弱。生物合成酶的分子生物学是近来研究的热点,相关酶的cDNA克隆已有报道。JH生物合成酶的进一步研究有助于查明JH生物合成调控机制,深化对节肢动物生殖的理解,还可为新型杀虫剂开发提供可能的靶标。  相似文献   

14.
Transport of isoprenoid intermediates across chloroplast envelope membranes   总被引:2,自引:0,他引:2  
The common precursor for isoprenoid biosynthesis in plants, isopentenyl diphosphate (IPP), is synthesized by two pathways, the cytosolic mevalonate pathway and the plastidic 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate/methylerythritol phosphate (DOXP/MEP) pathway. The DOXP/MEP pathway leads to the formation of various phosphorylated intermediates, including DOXP, 4-hydroxy-3-methylbutenyl diphosphate (HMBPP), and finally IPP. There is ample evidence for metabolic cross-talk between the two biosynthetic pathways. The present study addresses the question whether isoprenoid intermediates could be exchanged between both compartments by members of the plastidic phosphate translocator (PT) family that all mediate a counter-exchange between inorganic phosphate and various phosphorylated compounds. Transport experiments using intact chloroplasts, liposomes containing reconstituted envelope membrane proteins or recombinant PT proteins showed that HMBPP is not exchanged between the cytosol and the chloroplasts and that the transport of DOXP is preferentially mediated by the recently discovered plastidic transporter for pentose phosphates, the xylulose 5-phosphate translocator. Evidence is presented that transport of IPP does not proceed via the plastidic PTs although IPP transport is strictly dependent on various phosphorylated compounds on the opposite side of the membrane. These phosphorylated trans compounds are, in part, also used as counter-substrates by the plastidic PTs but appear to only trans activate IPP transport without being transported.  相似文献   

15.
Supply of precursors for carotenoid biosynthesis in plants   总被引:2,自引:0,他引:2  
Carotenoids are isoprenoids of industrial and nutritional interest produced by all photosynthetic organisms, including plants. Too often, the metabolic engineering of plant carotenogenesis has been obstructed by our limited knowledge on how the endogenous pathway interacts with other related metabolic pathways, particularly with those involved in the production of isoprenoid precursors. However, recent discoveries are providing new insights into this field. All isoprenoids derive from prenyl diphosphate precursors. In the case of carotenoids, these precursors are produced predominantly by the methylerythritol 4-phosphate (MEP) pathway in plants. This review focuses on the progress in our understanding of how manipulation of the MEP pathway impacts carotenoid biosynthesis and on the discoveries underlining the central importance of coordinating the supply of MEP-derived precursors with the biosynthesis of carotenoids and other derived isoprenoids.  相似文献   

16.
Ribose-5-phosphate isomerase (RPI) catalyses the interconversion of ribose-5-phosphate and ribulose-5-phosphate in the reductive and oxidative pentose phosphate pathways in plants. RPI from spinach chloroplasts was purified and microsequenced. Via PCR with degenerate primers designed against microsequenced peptides, a hybridisation probe was obtained and used to isolate several cDNA clones which encode RPI. The nuclear-encoded 239 amino acid mature RPI subunit has a predicted size of 25.3 kDa and is translated as a cytosolic precursor possessing a 50 amino acid transit peptide. The processing site of the transit peptide was identified from protein sequence data. Spinach leaves possess only one type of homodimeric RPI enzyme which is localized in chloroplasts and is encoded by a single nuclear gene. Molecular characterization of RPI supports the view that a single amphibolic RPI enzyme functions in the oxidative and reductive pentose phosphate pathways of spinach plastids.Abbreviations RPI ribose-5-phosphate isomerase - OPPP oxidative pentose phosphate pathway - CNBr cyanogen bromide - R5P ribose-5-phosphate - Ru5P ribulose-5-phosphate  相似文献   

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