丝状真菌蛋白表达系统研究进展*

丝状真菌以其优秀的表达分泌能力和良好的环境适应能力,使得其在蛋白质表达领域应用越来越广泛。近几十年来,通过诱变、培养优化及遗传改造等手段,使得包含曲霉属、木霉属、青霉属等在内的丝状真菌被开发成高效表达宿主。为促进丝状真菌蛋白表达系统的开发,结合作者的研究工作,对工业上丝状真菌表达宿主、蛋白质表达元件及其改造策略进行综述,并探讨了当前丝状真菌表达系统开发过程中的不足之处,为新型丝状真菌表达系统的研究提供参考和启示。     

苯乳酸生物合成的研究进展*

苯乳酸是一种天然无毒且具有广谱抑菌作用的新型生物防腐剂,可由多种不同的微生物代谢产生,大多数乳酸菌都能够代谢生成苯乳酸。苯乳酸应用广泛,不仅能够应用于食品行业抑制多种病原菌,还可以广泛应用于医药和化工业。对苯乳酸的特性和应用以及其生物合成进行了综述,以期对苯乳酸及其生物合成有较系统的了解。     

苯乳酸生物合成的研究进展*

苯乳酸是一种天然无毒且具有广谱抑菌作用的新型生物防腐剂,可由多种不同的微生物代谢产生,大多数乳酸菌都能够代谢生成苯乳酸。苯乳酸应用广泛,不仅能够应用于食品行业抑制多种病原菌,还可以广泛应用于医药和化工业。对苯乳酸的特性和应用以及其生物合成进行了综述,以期对苯乳酸及其生物合成有较系统的了解。     

根癌土壤杆菌介导的丝状真菌转化*

最近研究表明,Agrobacteriumtumefaciens介导转化(ATMT)的方法,可以应用到丝状真菌中。本文将从ATMT的转化原理、转化特点、转化方法以及其在丝状真菌中的主要转化实例四个方面来着重介绍A.tumefaciens介导的丝状真菌转化的最新研究进展。并对其今后的应用前景提出了展望。     

丁醇在大肠杆菌中的生物合成研究进展*

生物丁醇作为一种重要的化学品和石油基燃料的替代品引起了人们的广泛关注。大肠杆菌(Escherichia coli)是生物合成化学品的优良底盘菌株,已在其体内构建了丁醇的生物合成途径。但大肠杆菌合成丁醇存在:(1)代谢通量非最优;(2)辅因子和氧化还原不平衡;(3)丁醇产量和产率低等问题,为此,从高效酶选择、碳代谢流调控、辅因子调控、丁醇生产和工艺等方面已经对丁醇合成途径和丁醇发酵进行了优化。从该角度出发阐述近几年来大肠杆菌生物合成丁醇的研究进展,并展望了利用工程大肠杆菌生产丁醇的研究方向,旨在为应用其进行高效的丁醇生产提供参考。     

香豆素类化合物功能及生物合成研究进展*

香豆素类化合物是自然界中一类重要的化合物,具有抗肿瘤、抗凝血、抗菌、杀虫等多种生物活性,应用领域广泛。目前大多数香豆素类化合物从植物中提取,受环境因素影响较大,得率低、成本高,不利于大规模生产,从而限制了其应用和推广。利用合成生物学的思路合成香豆素类化合物具有无污染、原料易得、成本低、过程可控等优势。对香豆素类化合物生物合成途径的研究,尤其是靶标天然产物生物合成表达元件、宿主和发酵条件的优化,以及合成途径中关键酶的挖掘,已经成为研究热点。综述香豆素类化合物及其衍生物的结构、功能和生物合成研究进展,为其生物合成路径中的基因挖掘及异源表达提供参考。     

丁醇在大肠杆菌中的生物合成研究进展*

生物丁醇作为一种重要的化学品和石油基燃料的替代品引起了人们的广泛关注。大肠杆菌(Escherichia coli)是生物合成化学品的优良底盘菌株,已在其体内构建了丁醇的生物合成途径。但大肠杆菌合成丁醇存在:(1)代谢通量非最优;(2)辅因子和氧化还原不平衡;(3)丁醇产量和产率低等问题,为此,从高效酶选择、碳代谢流调控、辅因子调控、丁醇生产和工艺等方面已经对丁醇合成途径和丁醇发酵进行了优化。从该角度出发阐述近几年来大肠杆菌生物合成丁醇的研究进展,并展望了利用工程大肠杆菌生产丁醇的研究方向,旨在为应用其进行高效的丁醇生产提供参考。     

生物合成稀有人参皂苷的研究进展*

人参皂苷是我国传统中药人参的主要活性物质,稀有人参皂苷相较人参皂苷具有更好的生物活性,也更利于身体吸收,具有镇静催眠、促进细胞分化增殖、抗肿瘤、降血糖、提升免疫力等作用。然而,稀有人参皂苷结构复杂且在人参中含量极低,限制了其开发利用。随着生物技术的发展,利用生物法合成稀有人参皂苷成为本领域的研究热点。因此,对近年来生物合成稀有人参皂苷研究进行汇总梳理,总结稀有人参皂苷的主要种类结构及近年来生物转化法和异源合成法合成稀有人参皂苷的研究进展,生物转化法汇总了以人参皂苷为底物的转化生物,异源合成法总结人参皂苷的生物合成途径及形成结构多样化人参皂苷的酶。对生物合成稀有人参皂苷存在的问题进行了讨论,同时展望了其前景以及未来研究方向,以期为从事人参研究者提供更多生物线索和制备策略。     

植物甾醇微生物转化制备甾体药物中间体的研究进展*

微生物选择性降解植物甾醇侧链获取甾体药物合成的重要中间体雄甾-4-烯-3,17-二酮(4-AD)和雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮(ADD)对于我国制药行业具有重要意义。现存文献资料对该领域缺乏全面系统的分析总结,从甾醇侧链微生物转化的机理、途径及其收率的影响因素等几个方面综述了近几年的研究进展,并对此领域的发展趋势进行了展望。     

萜烯生物合成中关键酶的研究进展*

萜烯类化合物是一类高度多样化的天然产物,具有抗肿瘤、抗氧化及免疫调节等生理活性,因此被广泛应用于医药健康、食品、化妆品领域。然而,直接从自然资源中获取萜烯类化合物效率低、成本高,且往往对生态环境产生不利影响,不能实现绿色可持续生产。微生物合成萜烯类化合物近年来备受关注,研究人员从合成途径的构建与调控、关键酶的理性及半理性改造、发酵工艺优化等多个方面进行了探究,取得了丰硕的成果。其中,合成途径中关键酶的催化效率是影响微生物生产萜烯类化合物的重要因素。针对关键酶的研究对于提高微生物合成萜烯类化合物的能力,推动该类天然产物微生物生产的大规模应用具有重要意义。对萜烯类化合物合成途径中的3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)、1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)、异戊二烯基二磷酸合成酶(IDS)和萜烯合酶(TPS)4种关键酶的研究进行了综述,并总结讨论了如何通过代谢工程和蛋白质工程手段以及合成生物学技术调节关键酶的催化活性,提高微生物合成萜烯类化合物的效率,对未来利用微生物合成萜烯类化合物的发展进行了展望。     

几种丝状真菌原生质体的形成与再生*

本文报道从黑曲霉、米曲霉、酱油曲霉、康宁木霉、拟青零等工业上有重要用途的7种丝状真菌菌丝制备原生质体,以及对这些真菌原生质再生过程中形态学变化进行观察的结果。实验表明用商品纤维素酶、蜗牛酶、溶菌酶配成的混合酶液,可成功地对上述丝状真菌制备出原生质体。在所有供试菌株中均观察到由原生质体直接长出菌丝,及原生质体先形成酵母状物再长出菌丝这两类再生方式。     

微生物合成根皮素及其糖苷研究进展 *

根皮素及其糖苷是二氢查耳酮类天然产物,具有抗氧化、抗炎和抑菌等多种生理活性,可应用于食品、药品、化妆品等行业。目前,根皮素及其糖苷主要从植物中提取,但含量低、组分复杂制约了高效、低成本的分离制备。随着合成生物学的发展,工程微生物生产根皮素及其糖苷将是一种有潜力的方法。综述了微生物合成根皮素及其糖苷的关键基因鉴定、代谢途径重构和优化策略,并针对酶的特异性差、副产物多等问题提出了技术对策。     

甜菊糖苷的应用及生物合成研究进展*

甜菊糖苷是一种从甜叶菊叶片中提取的高甜度、零热量甜味剂,可用作食品添加剂。近年来,甜菊糖苷在国内外市场需求量剧增,引起了广泛关注。概述国际上对甜菊糖苷的安全性研究及评价,从经济价值角度分析甜菊糖苷的市场需求及应用前景,总结甜菊糖苷作为食品甜味添加剂的应用以及其在抗糖尿病、抗心脏纤维化、抗菌等保健功能方面的最新研究成果。综述甜菊糖苷的生物合成研究进展,重点介绍甜菊糖苷的微生物体从头合成以及生物催化低甜度糖苷生成高甜度、口感更优的甜菊糖苷,探讨提高甜菊糖苷产量的关键因素,为高端甜味剂绿色合成工艺的研究与开发提供理论依据。     

玉米雌穗性状遗传分析与形成机制*

雌穗是玉米重要的生殖器官,雌穗发育决定成熟果穗大小及单穗粒重,进而直接影响玉米产量。雌穗性状主要包括穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗重、单穗粒重等,均为多基因控制的数量遗传性状,且其遗传结构各不相同。解析雌穗性状的遗传基础,优化雌穗结构,是玉米增产的重要途径。前人通过数量性状位点(quantitative trait locus mapping,QTL)定位和全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)等方法,已经鉴定出较多雌穗性状相关的遗传位点,但是目前已鉴定功能的基因较少,所建立的遗传位点一致性图谱并不完整,因此难以全面揭示雌穗性状遗传结构。通过综合前人雌穗性状遗传定位进展,现将已鉴定QTL位点和显著关联SNP整合至玉米B73参考基因组V4版本,并鉴定出雌穗性状定位热点区间,对深入解析雌穗性状遗传结构、指导雌穗性状基因克隆和理解雌穗发育分子机制均具有重要意义。     

融合gp67信号肽的慈菇蛋白酶抑制剂基因在蚕体内表达*

用AcMNPV的gp67信号肽与慈菇蛋白酶抑制剂基因(API₂)融合,并整合到昆虫病毒表达载体Bm—BacPAK6中,受多角体蛋白基因启动子控制。慈菇蛋白酶抑制剂在蚕体内成功地得到了高教表达。比较了gp67信号肽和慈菇蛋白酶抑制剂信号肽在昆虫表达系统中对表达产物的影响,发现表达产物都能分泌到血淋巴中,表达量很相似,但这两种信号肽在表达过程中都没有被切除,且不同信号肽对表达产物的生物活性有很大影响。     

铜绿假单胞菌中鼠李糖脂生物合成的研究进展*

鼠李糖脂因其具有环境友好和卓越的物理化学特性,而有望成为化学合成表面活性剂的替代物。近年来鼠李糖脂得到了广泛的研究,其目的是利用低价的可再生资源进行大规模生产,但目前的研究成果仍不足以选育出更具商业竞争力的鼠李糖脂过量合成菌株。为此,进一步理解鼠李糖脂生物合成的复杂基因调控网络,探索降低生产成本的发酵工艺势在必行。综述了铜绿假单胞菌中鼠李糖脂的生物合成途径、群体感应对主要基因的调控、鼠李糖脂在生物膜形成中所发挥的作用,以及发酵优化对鼠李糖脂产量的影响。有助于加深对鼠李糖脂生物合成的认识,为提高鼠李糖脂产量提供重要参考信息。     

环脂肽类生物表面活性剂结构、功能及生物合成*

环脂肽是由微生物产生的一类生物表面活性剂,由亲水的肽环和亲油的脂肪烃链两部分组成,具有独特的化学结构和生理功能。除具表面活性外,环脂肽还具有抗真菌、抗细菌、抗病毒、抗肿瘤等生物活性,具有广阔的应用前景,但我国对这一领域的研究却刚刚起步。本文介绍了目前已知环脂肽的结构类型、结构与功能的关系、相关功能特点等,着重介绍了环脂肽生物合成的非核糖体多酶体系及合成酶基因操纵子,并对环脂肽的应用前景进行了展望。