微生物药物生物合成途径解析与优化

<正>天然微生物药物的生物合成存在产量低、组分复杂、周期长、严谨调控等特征,同时与药物生物合成相关的催化基因、调节基因、抗性基因和外排基因等成簇排列,初具模块化特征。在充分挖掘、解析和优化多种生物合成元件、模块、系统及高效底盘的基础上,合成生物学整合工程学理念,采用     

微生物应用于纳米生物合成技术研究进展

基于发展纳米材料"绿色合成技术"重要性,生物合成纳米材料已成为纳米合成技术研究热点。微生物具有廉价、易培养、繁殖快等优点被应用于多种纳米材料的生物合成研究,成为生物合成纳米材料的重要生物类群。本文综述了细菌、放线菌、酵母菌以及真菌等微生物应用于纳米生物合成技术的发展;着重评述了纳米材料微生物合成生物方法、纳米材料微生物合成相关机制、纳米材料形貌和尺寸微生物调控合成方法以及应用研究进展;并对纳米材料微生物合成技术未来发展趋势进行了展望。     

基于微生物生物合成纳米颗粒机制的研究进展

纳米粒子的合成方法多种多样,包括物理法、化学法和生物合成法,其中生物合成法是以生物为基体的绿色合成方法。由于微生物易于培养、生长快、廉价易得,已成为纳米粒子生物合成法的重要生物类群。微生物和纳米材料的多样性决定了其合成机制的多样化。本文结合国内外的科研报道,着重介绍了目前纳米粒子生物合成机制,并对纳米粒子微生物合成技术未来发展趋势进行了展望。     

产油微生物油脂生物合成与代谢调控研究进展

自然界中少量微生物在适宜条件下产生并贮存质量超过其细胞干重 2 0 %的油脂 ,具有这种表型的菌种称为产油微生物。产油微生物利用可再生资源 ,得到的微生物油脂与植物油脂具有相似的脂肪酸组成 ,有的还含有丰富的多不饱和脂肪酸 ,具有广阔开发应用前景。简要介绍了产油微生物的种类和代谢特点 ,较详细地阐述了微生物产油机制和代谢调控途径的最新研究进展 ,并对微生物油脂研究的未来发展方向提出了初步见解     

海洋共附生微生物天然产物生物合成基因研究进展

对海洋无脊椎动物天然产物的研究表明,很多种活性物质的真正生产者是与其共生或附生的未培养微生物.克隆这些未培养微生物中特定活性物质的生物合成基因,不仅为活性物质的来源提供遗传学证据,也使通过异源表达相关生物合成基因来大量获取目标化合物成为可能.本文综述了来源于海绵、海鞘、苔藓虫、深海管状蠕虫和深海沉积物中共附生微生物天然产物生物合成基因簇的研究进展.     

放线菌素生物合成研究进展

放线菌素D是人类发现的第一个具有抗肿瘤活性的抗生素,但由于毒性太大,因而被限制用于几种恶性肿瘤治疗。本文概述了天然放线菌素的结构特点,重点介绍了放线菌素生物合成过程:犬尿氨酸途径,非核糖体肽合成途径和吩恶嗪酮发色团形成。对放线菌素生物合成途径的探索非常有利于开发新颖的低毒性的结构类似物。     

桉叶素生物合成研究进展

作为桉叶油的主要成分,桉叶素是具有多种生物活性的单萜化合物,被广泛应用于药品、食品及化妆品等领域。桉叶油主要从桉树叶提取,该过程耗费大量人力及自然资源,且容易污染环境。近年来,随着微生物代谢工程与合成生物学的快速发展,加上越来越多萜类生物合成途径得到解析,为桉叶素的绿色生产提供了新的途径。对桉叶素的生物合成途径、桉叶素合酶的结构与功能及近年来桉叶素的微生物合成进行了综述,并对利用微生物代谢工程合成桉叶素等单萜化合物的瓶颈问题及解决方案进行了探讨和归纳,为构建高产桉叶素等单萜微生物工程菌株提供参考。     

脱落酸生物合成研究进展

脱落酸作为一种抑制生长的植物激素,是平衡植物内源激素和调节生长代谢的关键因子。脱落酸具有提高作物抗旱耐盐、减少果实褐变的作用,同时可降低疟疾发病率、刺激胰岛素分泌,因此在农业和医药领域有着广阔的应用前景。相较于传统的植物提取法和化学合成法,利用微生物合成脱落酸是一种经济、可持续的来源方式。目前利用天然微生物如灰葡萄孢霉菌、蔷薇色尾孢菌等合成脱落酸的研究已经取得了诸多进展,而脱落酸的异源微生物合成研究相对较少。酿酒酵母、解脂耶氏酵母、大肠杆菌等工程菌株作为天然产物异源合成的常用宿主,具有遗传背景清晰、易于操作、便于工业化生产等优势,因此利用微生物异源合成脱落酸是一种更具潜力的生产方式。本文着重从底盘细胞的选择、关键酶的筛选与表达强化、辅因子的调节、增强前体供应及促进脱落酸外排5个方面对微生物异源合成脱落酸的研究进行综述。最后,对该领域的未来发展方向进行了展望。     

异戊醇生物合成研究进展

在能源危机、环境危机和资源危机的影响下,发展新型环保替代能源越来越受到各国的重视。诸多研究证明,异戊醇与乙醇相比,具有更高的能量密度、更低的蒸汽压、更高的辛烷值等特点,更接近于汽油。就生产异戊醇所涉及到的各种技术问题,以及目前国际上研究生产异戊醇的工程菌和生物催化过程中的关键酶--酮酸脱羧酶的研究现状进行了综述,同时,也对异戊醇生物合成未来的发展趋势进行了展望。     

异戊二烯生物合成研究进展

异戊二烯(isoprene),又名2-甲基-1、3-丁二烯,是最简单的类异戊二烯化合物,是橡胶的重要前体物质,在精细化工如香料、新型农药等方面应用广泛。异戊二烯主要依赖化石燃料合成,但生产成本较高、易污染环境,生物法合成异戊二烯具有巨大的潜在应用价值,本文综述了生物法合成异戊二烯的主要途径与研究进展。     

青蒿素生物合成研究进展

本文论述了青蒿素生物合成的研究进展,涉及生物合成和储藏位点、生物合成的中间体和前体、生物合成的途径以及生物途径代谢调节的关键酶等方面。     

微生物药物在神经系统疾病中的研究进展

最近大量的研究表明,肠道微生物与帕金森病、抑郁症、孤独症谱系障碍和阿尔茨海默症等神经系统疾病的发生发展密切相关。其中涉及神经内分泌代谢、神经和免疫等途径,肠道微生物稳态经由以上途径参与大脑功能的维持与调控。反之,脑功能的紊乱也会破坏微生物组成以及肠道屏障的完整性。“肠-微生物-脑轴”近年来成为神经科学研究的焦点。肠道微生物产生的代谢产物可从肠腔进入人体血液循环系统,通过靶向特定器官、调控信号通路以及配-受体结合等方式,调控神经系统疾病的发生与发展。针对“肠-微生物-脑轴”所研发的多种微生物药物为治疗神经系统疾病打开了新的窗口,然而其具体作用机制仍不明确。本综述介绍微生物药物在神经系统疾病治疗方面的最新研究进展,解析其可能的作用机制,并对未来的研究方向进行展望。     

酵母微生物油脂的生物合成研究

摘要：目的 微生物油脂可作为制备绿色能源生物柴油的原料。对酵母微生物油脂的生物合成方法进行研究。方法 以斯达油脂酵母Lipomyces starkeyi AS 2.1560为菌种进行微生物油脂生物合成。首先获得大量细胞,将细胞收集后,转移至葡萄糖溶液中进行油脂合成。结果 斯达油脂酵母可在不含有其他营养成分的葡萄糖溶液中快速合成油脂,细胞油脂含量可达到细胞干重的60%以上。菌龄对油脂生成影响不明显,糖浓度过高抑制油脂生成,40 g/L葡萄糖溶液中60 h合成油脂最多,达到65.2%,并有进一步积累的可能,在（0.5～6）×108个/mL,接种细胞的密度越大,油脂合成能力越低。合成油脂成分主要为棕榈酸和油酸。结论 斯达油脂酵母细胞增殖与油脂生物合成可分开进行,其油脂成分与普通动植物油脂成分相似。     

微生物次生代谢产物的生物合成

来源于微生物的次生代谢产物是新药发现和发展的重要源泉,也是行之有效、研究生物学问题的探针工具.微生物产生次生代谢产物的目的并非为人类所用,而是以之为工具或媒介,调控其内在的生物化学过程并响应各种外部环境的变化.另一方面,微生物也通过其产物的结构改变、优化和最终选择,适应各种动态、可变的生物学过程.化学结构与生物功能的共...     

紫杉醇生物合成的研究进展

本文对近年来研究紫杉醇的生物合成及生物合成途径中关键酶的进展进行了评述。目前紫杉醇的生物合成途径已经基本明了,其生物合成途径中环化酶的基因已经克隆成功。在分子及基因水平上大量生产紫杉醇的曙光已经出现。     

林可霉素生物合成的研究进展

林可霉素是林可链霉菌(Streptomyces lincolnensis)产生的林可酰胺类抗生素,它抑制细菌细胞的蛋白质合成,临床上主要用于治疗革兰氏阳性菌引起的感染性疾病。林可霉素生物合成基因簇已被克隆和测序。近年来,围绕林可酰胺和丙基脯氨酸的生物合成、调控等进行了深入研究,其硫化反应取得了突破性成果,本文综述了林可霉素生物合成的新进展。     

保幼激素生物合成研究进展

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。     

苯丙氨酸生物合成的研究进展

代谢工程是利用分子生物学原理系统分析代谢途径,设计合理的遗传修饰策略从而优化细胞的生物学特性,本对代谢工程及其在氨基酸生产上的应用进行了简单的回顾,比较了苯丙氨酸的几种合成途径,重点综述了苯丙氨酸生物合成的代谢途径,相关酶及其调控方式,代谢流和转运系统的分析研究,并对苯丙氨酸生产策略的优化及未来发展进行了展望。     

微生物合成黄酮类研究进展

黄酮类化合物是植物特有的多酚类化合物,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、改善血液循环等生理功能,在保健品、化妆品和医药等方面具有广阔的应用前景。黄酮类化合物主要通过植物提取制备,受时间空间及植物种类等因素限制,且分离纯化步骤复杂,产率较低。随着合成生物学与代谢工程的发展,构建黄酮类物质的生物合成代谢途径线路,并对基因来源、基因序列、基因组合方式、菌株底盘改造等方面进行筛选和优化已取得较大成果。现已能用工程酵母和大肠杆菌等微生物合成二氢黄酮、黄酮、异黄酮、黄酮醇、花色素和黄烷酮等黄酮类化合物,在此基础上还可经甲基化酶或糖基化酶修饰,增加新的生物活性。综述了目前国内外微生物合成各类黄酮类物质的研究进展,并对将来的发展趋势进行了讨论和分析。