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相似文献
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1.
紫苏醇,即[4-异丙烯基-1-环己烯]甲醇,是一种具有类似芳樟醇和松油醇特殊气味的单环单萜烯醇。在医药、食品和化妆品等行业具有广阔市场空间和研究价值。文中研究了以工程大肠杆菌通过甲羟戊酸途径合成紫苏醇的方法。首先在大肠杆菌中构建来源于粪肠球菌的MVA代谢途径合成柠檬烯,随后柠檬烯通过细胞色素P450烷烃羟化酶的羟基化转化为紫苏醇。然后将构建的紫苏醇合成菌株在摇瓶发酵条件下进行优化,研究发现工程大肠杆菌以葡萄糖为原料,通过MVA代谢途径可合成约50.12 mg/L的紫苏醇。本研究构建合成紫苏醇的MVA代谢途径也可用于其他萜类化合物的合成,为今后生物法合成萜类化合物提供了理论依据和技术支持。  相似文献   

2.
角鲨烯因其具有良好的抗氧化功能而被广泛应用于食品、医药、化妆品、工业应用等领域。本实验在大肠杆菌中构建角鲨烯合成途径,通过对其合成途径中关键限速酶(1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶和异戊烯基二磷酸异构酶)过表达的方法进行初步调控,使角鲨烯的产量提升了近三倍。之后采用单因素试验对其发酵培养基和培养条件进行优化,以此来提高角鲨烯的产量。优化发酵条件后,使用最优发酵培养基——TB培养基,在最佳发酵条件:37℃,220r/min培养至OD600约为1.2时加入终浓度为0.1mmol/L的IPTG诱导剂,25℃条件下诱导48h,角鲨烯产量可达73.88mg/L。  相似文献   

3.
异戊二烯作为一种重要的化工原料,主要用于合成橡胶。此外,还广泛应用于医药或化工中间体、食品、粘合剂及航空燃料等领域。利用微生物法生产异戊二烯因具有环境友好、利用廉价的可再生原料、可持续发展等优势而成为当今研究的热点。这里介绍了大肠杆菌生产异戊二烯的代谢途径及关键酶,从代谢工程的角度出发综述了目前为提高大肠杆菌异戊二烯产量所应用到的方法和策略,并对今后的发展方向进行了展望。  相似文献   

4.
娄陈美  于涛 《生物技术》2020,(5):431-438
[目的]提高现有产异戊二烯大肠杆菌工程菌株合成异戊二烯的产量。[方法]首先对异戊二烯合成酶这一关键酶进行RBS序列优化,提高了异戊二烯的产量;然后通过构建异戊二烯焦磷酸异构酶和异戊二烯合酶的融合蛋白,研究这两个蛋白间的交互作用,将异戊二烯的产量提高了40%;最后通过RBS策略,对甲羟戊酸下游途径的非关键酶进行表达调控,继续提高了异戊二烯的产量。[结果]利用优化RBS序列和融合蛋白策略,异戊二烯的产量最终提高到60 mg/L,比原始工程菌株提高了10倍。[结论]RBS序列优化可能成为菌株代谢工程改造的有力手段。此外,为了提高工程菌株的产量,不仅要关注关键酶,还要关注非关键酶。  相似文献   

5.
调控酿酒酵母类异戊二烯合成途径强化芳樟醇合成   总被引:1,自引:0,他引:1  
芳樟醇是一种重要单萜,广泛应用于食品、医药、日化等工业领域.然而芳樟醇在植物中含量低且难提取,限制了其大规模生产.目前通常以酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae作为单萜生物合成宿主,其内源类异戊二烯合成途径提供合成单萜物质的前体——香叶基二磷酸(GPP).由于该途径代谢通量较低,导致GPP供应不足,极大地降低了异源单萜的合成效率.为了调节该途径的代谢通量,构建酿酒酵母整合表达载体pRS305-tHMG1和游离表达载体pYLIS-IDI1,并分别转入酿酒酵母CEN.PK2-lC中,获得酿酒酵母工程菌LS01和LS02.同时将载体pYLIS-IDIl转入酿酒酵母工程菌LS01中,构建酿酒酵母工程菌LS03.GC-MS检测结果显示,通过提高异戊二烯二磷酸异构酶(IDIl)和羟甲基戊二酸单酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶活性区域(tHMGl)的表达水平,最终使芳樟醇产量提高1.3倍至(127.71±7.68) tg/L.结果表明,通过调控类异戊二烯合成途径,强化GPP合成前体供给,可以显著提高酿酒酵母中芳樟醇的产量.  相似文献   

6.
目的:以重组大肠杆菌YJM23为试材菌株,进行培养基优化提高异戊二烯产量。方法:利用Design expert软件中Placket-Burman设计法对影响供试菌株生产异戊二烯的8个因素进行了筛选;用最陡爬坡实验及基于中心组合设计的响应面分析法对三因素最佳水平及交互作用进行了研究。结果:确定了牛肉膏(P,0.0313)、微量元素混合液(P,0.0360)和K2HPO4.3H2O(P,0.0340)为影响摇瓶生产异戊二烯的主要因素;并确定这三种成分的最佳使用浓度:牛肉膏7.7 g/L,微量元素混合液0.1 ml/L,K2HPO4.3H2O 10.09 g/L,该三种成分的两两交互作用不显著。结论:优化条件下异戊二烯产量从140.16 mg/L提升至935.02 mg/L,提高6.67倍。  相似文献   

7.
萜类化合物的直接前体物质异戊烯焦磷酸(IPP)和二甲基烯丙基焦磷酸酯(DMAPP)可以由2-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸途径(MEP途径)和甲羟戊酸途径(MVA途径)合成。在已经优化MEP合成途径、番茄红素合成途径关键基因表达的重组大肠杆菌LYC101中,引入MVA途径基因,进一步提高重组大肠杆菌合成萜类化合物的能力。质粒pALV23和pALV145是本实验室在研究MVA途径基因协调表达时,用核糖体结合位点(RBS)文库连接MVA途径各基因构建质粒文库,而筛选到的有效提高β-胡萝卜素产量的质粒。首先比较了两个质粒分别在低产和高产番茄红素的菌株中对番茄红素合成的影响。结果表明,两个质粒在高、低产番茄红素的菌株中都可以有效提高番茄红素产量。在高产菌LYC101中pALV23比pALV145使番茄红素产量更高。然后,用CRISPR-Cas9系统辅助同源重组的方法,将MVA途经基因和启动子一共6.7kb的条带整合到LYC101菌株的染色体上,得到遗传稳定的菌株LYC102。LYC102的番茄红素产率达40.9mg/g,是出发菌株LYC101产率的2.19倍,比用质粒表达MVA途径基因的菌株提高了20%。在重组大肠杆菌中同时表达MVA途径和MEP途径,可以有效提高萜类化合物产率;文中构建了不含质粒的、遗传稳定的高产番茄红素菌株,为产业化合成番茄红素提供基础;同时构建平台菌株,可以用于其他萜类化合物合成。  相似文献   

8.
广藿香药材以广藿香酮含量较高的酮型广藿香为最优质。而广藿香酮为一种萜类成分,其生物合成途径尚未明确。MVA(甲羟戊酸)途径是萜类化合物生物合成的重要途径。为了分析MVA途经基因表达与化学成分的相关性从而获得促进广藿香酮合成的潜在基因,该文以2种酮型广藿香栽培品种(石牌广藿香、高要广藿香)为材料,通过实时定量PCR分析基因表达和主要成分含量测定,并研究了供试材料不同时期的茎、叶中与甲羟戊酸代谢途径相关的HMGR、MK、MDD基因表达及化学成分。结果表明:(1)HMGR基因在石牌广藿香嫩叶中表达更明显;MK基因在石牌广藿香和高要广藿香中表达模式相似,主要在老茎中表达;MDD基因在石牌广藿香叶中比高要广藿香表达量更高,在两种广藿香的茎中表达模式相似。(2)同属于酮型广藿香,石牌广藿香与高要广藿香的化学成分相似,老叶广藿香醇含量最高,老茎的广藿香酮含量更高。(3)MDD和MK基因与广藿香酮的合成正相关。综上结果所述,酮型广藿香两个栽培种MVA途径的基因表达模式相似,MDD和MK基因可能为酮型广藿香萜类代谢途径的关键基因。  相似文献   

9.
与真核细胞蛋白质外运方式不同,大肠杆菌分泌蛋白的合成和跨内膜转运是不偶联的,对于一些小分子蛋白质(例如噬菌体M13外壳蛋白)不需要其它分子协助能自发保持松散构象从核糖体定位到质膜,而对于大的蛋白质分子,尤其含有疏水结构域或疏水信号肽,需要其它分子伴侣的协助以保持转运感受状态才能被有效转运。除了这种依赖Scc(secretory)蛋白的一般分泌途径以外,还存在其它Sec非依赖性的Tat途径等。本文对大肠杆菌Sec依赖性蛋白质转运途径进行综述。  相似文献   

10.
通过对杜仲基因组分析,筛选并克隆出MVA途径和MEP途径的相关基因全长(EuDXR,EuMCT,EuCMK,EuMDS,EuACOT,EuHMGS和EuHMGR),并通过生物信息学方法分析其结构特征,结果表明上述基因与其他已知物种相应基因的相似度达73%~85%。通过构建亚细胞定位表达载体,并瞬时转化烟草下表皮细胞后激光共聚焦显微镜下观察显示,EuDXR,EuMCT,EuCMK,EuMDS基因编码蛋白定位于叶绿体,EuACOT和EuHMGR基因编码蛋白定位于内质网,EuHMGS基因编码蛋白定位于细胞质膜。利用转录组测序技术分析上述基因的时空表达特性表明,MEP途径相关基因在杜仲叶片中大量表达,而MVA途径相关基因在杜仲幼果中大量表达,且杜仲幼果比叶片中的橡胶含量高,因此,推断MVA途径在杜仲橡胶合成中占主导作用。  相似文献   

11.
12.
甲羟戊酸途径(MVA途径)被引入重组大肠杆菌中,能够提高重组大肠杆菌中萜类化合物的合成能力。但因重组大肠杆菌中萜类化合物合成途径中间产物积累,导致细胞生长和萜类化合物合成受到限制。本研究在稳定表达MVA途径以及优化2-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸途径(MEP途径)、番茄红素合成途径关键基因表达的重组大肠杆菌LYC103中,用质粒高表达MVA途径和番茄红素合成途径关键基因,挖掘该途径的限速步骤。结果表明,ispA、crtE、mvaK1、idi和mvaD基因过表达后,细胞生长没有明显变化,番茄红素产量依次提高了13.5%、16.5%、17.95%、33.7%和61.1%,说明这几个基因可能是合成番茄红素的限速步骤。mvaK1、mvaK2、mvaD三个基因在同一操纵子上,用mRNA稳定区(RNA stabilizing region)进行启动子文库(mRSL)调控mvaK1,相当于对3个基因同时调控。用高效基因组编辑技术(CAGO)对mvaK1基因的mRNA稳定区进行启动子文库的调控,得到菌株LYC104。番茄红素产量与对照菌株LYC103相比增加了2倍,细胞生长提高了32%。然后,利用CR...  相似文献   

13.
Farnesol (FOH) production has been carried out in metabolically engineered Escherichia coli. FOH is formed through the depyrophosphorylation of farnesyl pyrophosphate (FPP), which is synthesized from isopentenyl pyrophosphate (IPP) and dimethylallyl pyrophosphate (DMAPP) by FPP synthase. In order to increase FPP synthesis, E. coli was metabolically engineered to overexpress ispA and to utilize the foreign mevalonate (MVA) pathway for the efficient synthesis of IPP and DMAPP. Two‐phase culture using a decane overlay of the culture broth was applied to reduce volatile loss of FOH produced during culture and to extract FOH from the culture broth. A FOH production of 135.5 mg/L was obtained from the recombinant E. coli harboring the pTispA and pSNA plasmids for ispA overexpression and MVA pathway utilization, respectively. It is interesting to observe that a large amount of FOH could be produced from E. coli without FOH synthase by the augmentation of FPP synthesis. Introduction of the exogenous MVA pathway enabled the dramatic production of FOH by E. coli while no detectable FOH production was observed in the endogenous MEP pathway‐only control. Biotechnol. Bioeng. 2010;107: 421–429. © 2010 Wiley Periodicals, Inc.  相似文献   

14.
To increase expression of lycopene synthetic genes crtE, crtB, crtI, and ipiHP1, the four exogenous genes were cloned into a high copy pTrc99A vector with a strong trc promoter. Recombinant Escherichia coli harboring pT-LYCm4 produced 17 mg/L of lycopene. The mevalonate lower pathway, composed of mvaK1, mvaK2, mvaD, and idi, was engineered to produce pSSN12Didi for an efficient supply of the lycopene building blocks, isopentenyl diphosphate (IPP) and dimethylallyl diphosphate (DMAPP). Mevalonate was supplied as a substrate for the mevalonate lower pathway. Lycopene production in E. coli harboring pT-LYCm4 and pSSN12Didi with supplementation of 3.3 mM mevalonate was more than threefold greater than bacteria with pT-LYCm4 only. Lycopene production was dependent on mevalonate concentration supplied in the culture. Clump formation was observed as cells accumulated more lycopene. Further clumping was prevented by adding the surfactant Tween 80 0.5% (w/v), which also increased lycopene production and cell growth. When recombinant E. coli harboring pT-LYCm4 and pSSN12Didi was cultivated in 2YT medium containing 2% (w/v) glycerol as a carbon source, 6.6 mM mevalonate for the mevalonate lower pathway, and 0.5% (w/v) Tween 80 to prevent clump formation, lycopene production was 102 mg/L and 22 mg/g dry cell weight, and cell growth had an OD(600) value of 15 for 72 h.  相似文献   

15.
Squalene is a lipophilic and non-volatile triterpene with many industrial applications for food, pharmaceuticals, and cosmetics. Metabolic engineering focused on optimization of the production pathway suffer from little success in improving titers because of a limited space of the cell membrane accommodating the lipophilic product. Extension of cell membrane would be a promising approach to overcome the storage limitation for successful production of squalene. In this study, Escherichia coli was engineered for squalene production by overexpression of some membrane proteins. The highest production of 612 mg/L was observed in the engineered E. coli with overexpression of Tsr, a serine chemoreceptor protein, which induced invagination of inner membrane to form multilayered structure. It was also observed an increase in unsaturated fatty acid in membrane lipids composition, suggesting cellular response to maintain membrane fluidity against squalene accumulation in the engineered strain. This study potentiates the capability of E. coli for squalene production and provides an effective strategy for the enhanced production of such compounds.  相似文献   

16.
3-脱氢莽草酸是芳香族氨基酸合成代谢途径中的一种重要中间产物。除可作为一种高效的抗氧化剂,还可用于合成己二酸、香草醛等一些重要的化工产品,具有重要的应用价值。相关研究证明具有去酪氨酸反馈抑制的3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶基因aroFFBR以及转酮醇酶基因tktA可以有效影响3-脱氢莽草酸的过量合成。通过增加aroFFBR和tktA串联过量表达的拷贝数,可使工程菌株在摇瓶发酵条件下3-脱氢莽草酸产量提高2.93倍。通过同源重组无痕基因敲除技术依次敲除出发菌大肠杆菌Escherichia coli AB2834的乳酸、乙酸、乙醇等副产物合成途径中的重要基因ldhA、ackA-pta和adhE,可使工程菌株的3-脱氢莽草酸产量进一步提高,达到了1.83 g/L,是初始出发菌株大肠杆菌E.coli AB2834产量的6.7倍。利用5 L发酵罐进行分批补料发酵,62 h后工程菌株3-脱氢莽草酸产量达到了25.48 g/L。本研究可为构建有应用前景的3-脱氢莽草酸生产菌株提供重要参考。  相似文献   

17.
Mevalonate is a useful metabolite synthesized from three molecules of acetyl-CoA, consuming two molecules of NADPH. Escherichia coli ( E. coli) catabolizes glucose to acetyl-CoA via several routes, such as the Embden–Meyerhof–Parnas (EMP) and the oxidative pentose phosphate (oxPP) pathways. Although the oxPP pathway supplies NADPH, it is disadvantageous in terms of acetyl-CoA supply, compared with the EMP pathway. In this study, the optimal flux ratio between the EMP and oxPP pathways on the mevalonate yield was investigated. Expression level of pgi was controlled by isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) inducible promoter in an engineered mevalonate-producing E. coli strain. The relationship between the flux ratio and mevalonate yield was evaluated by changing the flux ratio by varying IPTG concentration. At the stationary phase, the mevalonate yield was maximum at an EMP flux of 39.7%, and was increased by 25% compared with that with no flux control (EMP flux of 70.4%). The optimal flux ratio was consistent with the theoretical value based on the mass balance of NADPH. The flux ratio between EMP and oxPP pathways affects the synthesis fluxes of mevalonate and acetate from acetyl-CoA. Fine tuning of the flux ratio would be necessary to achieve an optimized production of metabolites that require NADPH.  相似文献   

18.
对氨基苯甲酸是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于医药、染料等行业。近年来对氨基苯甲酸作为一种潜在的高强度共聚物单体越来越受到重视。对氨基苯甲酸作为叶酸合成的前体之一,其合成在大肠杆菌体内由叶酸合成途径的pabA、pabB和pabC三个基因负责,催化分支酸合成对氨基苯甲酸。本研究以实验室构建的酪氨酸高产工程菌TYR002作为出发菌株,首先弱化双功能分支酸突变酶/预苯酸脱氢酶TyrA的表达,以减少酪氨酸积累,然后利用3种不同强度的组成型启动子分别调控pabA、pabB和pabC的表达。摇瓶发酵表明不同的组合调控模式下大肠杆菌发酵培养基中的对氨基苯甲酸积累量存在显著差异,最高可获得0.67 g/L的摇瓶发酵产量。进一步通过发酵条件优化和分批补料发酵,在5L发酵罐中获得了6.4g/L的对氨基苯甲酸产量。本研究为改善对氨基苯甲酸生物合成效率提供了重要理论参考。  相似文献   

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