代谢工程在核黄素生产上的应用

核黄素(维生素B2)为天然水溶性的B族维生素,是维持机体代谢所必须的营养物质。目前核黄素的工业化生产主要有微生物发酵法和化学半合成法两种,其中微生物发酵法以生产工艺简单、原料廉价、环境友好以及资源可再生等优点而倍受世界核黄素生产商的青睐。代谢工程是近二十年来发展起来的新型学科,主要利用分子生物学技术对细胞进行遗传修饰,从而改进产物生成或细胞特性。为进一步提高核黄素产量,通过代谢工程手段构建出了核黄素高产菌株,其中尤以枯草芽孢杆菌最为成功。要得到较高的核黄素产率,必须保证碳架、能量等价物以及氧化还原辅(酶)因子在细胞代谢过程中处于适当的比率。以枯草芽孢杆菌进行核黄素生产为例,主要从增强碳源和能源利用效率、增强核黄素生物合成途径代谢流以及解除核黄素生物合成过程中的反馈调节方面综述了代谢工程在指导核黄素生产方面的应用,并讨论了其未来的发展方向。     

代谢工程及其在产苯丙氨酸基因工程菌构建中的应用

本文对代谢工程的发展状况从研究方法,在医药、农业及环保中应用等几方面做了概括地介绍;从宿主的选择,加速限速反应,改变代谢流和生产程序的优化几方面较为详细地评述了代谢工程在苯丙氨酸基因工程菌构建方面的应用,并对代谢工程的未来发展进行了展望。     

代谢工程及其在产苯丙氨酸基因工程菌构建中的应用

本文对代谢工程的发展状况从研究方法,在医药物的,农业及环保中应用等几方面做了概括地介绍;从宿主的选择,加速限速反应,改变代谢流和生产程序的优化几方面较为详细地评述了代谢工程在苯丙氨酸基因工程菌构建方面的应用,并对代谢工程的未来发展进行了展望。     

动物细胞代谢工程进展

动物细胞被越来越广泛地用于工业生产,一些现代化企业已采用分子生物学技术,将一些比较重要的基因导入动物细胞,生产具有医用价值的药物。但该技术并未成熟,主要是因为体外培养的细胞,其生长代谢及生理模式都比较复杂,而且细胞的应答机制还受外界因素的影响。因此,采用细胞代谢工程手段,提高体外培养细胞的生长率、产品产率及有效性,成为人们追求的新目标。我们从细胞代谢中心途径、抑制细胞调亡的因素、细胞生长周期的控制及其相关代谢、多基因共表达代谢工程及糖基化代谢工程等方面对代谢工程进行阐述,为动物细胞的培养提供新的思路。     

代谢工程在维生素生产中的应用及研究进展

维生素是维持人体生命活动必需的一类有机物质,机体本身一般不能合成或合成量不足,因此需经食物或其他强化产品获取。目前,维生素产品已广泛应用于医药、食品添加剂、饲料添加剂、化妆品等领域,而且全球对维生素的需求也是呈逐年增长态势。维生素的生产方法主要包括化学合成法和生物合成法。化学合成法通常安全隐患大、反应条件严苛、废物污染严重,相比之下,代谢工程生产维生素绿色环保安全、能耗低,因此建立微生物细胞工厂具有重大的科学意义和应用需求。文中回顾了近30年来代谢工程在维生素生产领域的研究进展,详细阐述了水溶性维生素(维生素B1、B2、B3、B5、B6、B7、B9、B12和维生素C的前体)和脂溶性维生素(维生素A、维生素D的前体、维生素E和维生素K)的生物合成研究现状,并对其发酵生产的瓶颈进行了探讨,最后对合成生物技术创建维生素生产菌种进行了展望。     

代谢工程在微生物法生产番茄红素中的应用

番茄红素作为强抗氧化剂因具有防癌与抗癌等多种生理功能而广受关注。本文综述了代谢工程在微生物法生产番茄红素中的应用,主要讨论了代谢工程方法在扩展构建新的代谢流、增强番茄红素合成代谢流,阻断竞争支路来提高番茄红素代谢流等方面的应用。     

基因工程国内外进展和差距

基因工程是分子水平上的遗传工程。它主要运用重组DNA技术,在特殊酶的作用下,在体外人工连接来自不同生物体的目的基因于有自主复制能力的载体(质粒)DNA中,建成重组DNA的质粒:将此重组质粒送入受体生物细胞去复制和表达,达到遗传物质的转移,产生所需蛋白质。重组DNA技术的主要环节有:目的基因的分离或克隆、体外重组、载体传递或转染和复制、受体细胞繁殖和表达、蛋白质提纯和制备等。基因工程的最大特点是,打破了生物种间界限,使微生物、动植物、甚至人类之间的遗传物质可以互相转移和重组。     

代谢工程在D-核糖生产中研究现状及应用前景

简要介绍了代谢工程的进展情况,并较为详细地从宿主的选择、加速限速反应、改变代谢流和生产过程的优化等方面论述了代谢工程在D-核糖基因工程菌构建方面的应用及其应用前景。     

全国基因工程在疫苗和医药上的应用学术讨论会

由中国微生物学会,中国遗传学会共同组织的《全国基因工程在疫苗和医药上的应用学术讨论会》于一九八五年十月十九日至二十四日在河南省洛阳市召开。参加会议的代表80人分别来自十四个省、市、自治区的科研、教学和生产单位。这次学术讨论会是交流我国近几年来运用基因工程这门近代科学技术在疫苗和医药上实际应用所取得的科研成果,是讨论如何将科研成果尽快转化为生产力的一次学术会议。河南省科协主席吴百川同志,洛阳地区副专员王如珍同志以及省科委、洛阳地区科     

基因工程在农作物育种上研发应用新进展

以文献调研结果为依据,概述了基因工程的基本概念与基本模式,外源DNA导入的方式与表达的条件;应用基因工程培育优质、高产、抗病、抗虫、抗除草剂与抗逆性强农作物品种的进展;预测并展望了基因工程在实现农业现代化目标中的作用、开发应用重点与前景。     

甜菊醇糖苷生物合成及关键酶研究进展

甜菊醇糖苷(steviol glycosides,SGs)是甜叶(Stevia rebaudian)叶片中一类天然甜味剂,具有高甜度、低热量、无毒副作用等特点,同时还具有一定的药理作用.植物体内主要是通过甲基赤藓糖醇(MEP)途径形成祝(牛)儿(牦)牛儿焦磷酸(GGPP),之后该物质在古巴焦磷酸合酶(CPPS)、贝壳杉烯合酶(KS)、贝壳杉烯氧化酶(KO)、糖菊苷转移酶(UGTs)等一系列结构功能各异的酶的作用下最终生成甜菊醇糖苷.SGs生物合成途径的调控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.综述了甜叶菊SGs生物合成途径和参与该途径中的关键酶及其基因的研究进展,并展望了其应用前景.     

Steviol Glycoside Content in Different Organs of Stevia rebaudiana and Its Dynamics during Ontogeny

The contents of three major steviol glycosides (SGs) (stevioside and rebaudiosides A and C) in vegetative and generative organs during ontogeny of Stevia rebaudiana Bertoni were analysed with HPLC. Plant organs contained different amounts of the SGs, which declined in the following order: leaves, flowers, stems, seeds, roots. The highest content of the SGs was found in upper young actively growing shoot sections, whereas lower senescent shoot sections exhibited the lowest amount of such compounds. During ontogeny a gradual increase in the SG content was observed in both mature stevia leaves and stems, and this process lasted up to the budding phase and the onset of flowering. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

前体代谢工程提高红霉素产量的研究进展

红霉素是十四元大环内酯类抗生素,具有广泛的医药价值和巨大的新药开发潜力。红霉素的主要成分红霉素A由丙酰辅酶A和甲基丙二酰辅酶A作为前体通过聚酮合酶合成大环内酯骨架,再经羟基化、糖基化、甲基化等一系列修饰合成。根据红霉素A的生物合成路线,我们从前体喂养途径、糖基化和甲基化优化等方面,简要综述近年来利用前体代谢工程手段提高红霉素产量的研究进展。     

植物糖基转移酶及其在代谢工程中的应用

糖基转移酶催化植物次生代谢物合成,在植物的生长发育过程以及代谢工程应用方面起着重要作用。该文介绍糖基转移酶的基本特性,总结近年来研究植物糖基转移酶基因的克隆与功能分析的方法,详细阐述了微生物中3个C-糖基转移酶基因（UrdGT2、gilGT和iroA）的克隆和功能研究,概括糖基转移酶在代谢工程的研究进展,并展望今后的研究趋势,为植物C-糖基转移酶的生物学功能研究和代谢应用方面提供有益帮助。     

代谢工程在微生物法产辅酶Q_(10)中的应用

辅酶Q10作为细胞呼吸链上的重要组成部分在电子传递过程中发挥着重要的作用。辅酶Q10的抗氧化、抗衰老功能使其广泛应用于医药、食品和化妆品等行业。CoQ10市场需求不断增加,这使得大规模提高CoQ10工业化生产的产量显得十分必要。目前,主要依靠从自然界中筛选到的各种微生物作为生产菌种发酵生产CoQ10,但这些原始生产菌种由于产量低、营养要求高等各种原因很难实现大规模发酵生产。随着对CoQ10生物合成途径以及代谢调控机制的了解清楚,通过对易于商业化生产的优良宿主细胞(如大肠杆菌)进行代谢工程的改造,有助于促进代谢工程菌的CoQ10工业化生产发展。     

RNA干扰及其在植物代谢工程中的应用

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种高效的、序列特异的基因沉默现象。本文介绍了RNA干扰的发现及其干扰机制,阐明RNA干扰可在发现代谢途径中的新基因并验证其功能、改善植物营养价值、提高植物抗性、创造新种质等方面发挥重要作用。     

Improving Fatty Acid Availability for Bio-Hydrocarbon Production in Escherichia coli by Metabolic Engineering

Previous studies have demonstrated the feasibility of producing fatty-acid-derived hydrocarbons in Escherichia coli. However, product titers and yields remain low. In this work, we demonstrate new methods for improving fatty acid production by modifying central carbon metabolism and storing fatty acids in triacylglycerol. Based on suggestions from a computational model, we deleted seven genes involved in aerobic respiration, mixed-acid fermentation, and glyoxylate bypass (in the order of cyoA, nuoA, ndh, adhE, dld, pta, and iclR) to modify the central carbon metabolic/regulatory networks. These gene deletions led to increased total fatty acids, which were the highest in the mutants containing five or six gene knockouts. Additionally, when two key enzymes in the fatty acid biosynthesis pathway were over-expressed, we observed further increase in strain △cyoA△adhE△nuoA△ndh△pta△dld, leading to 202 mg/g dry cell weight of total fatty acids, ~250% of that in the wild-type strain. Meanwhile, we successfully introduced a triacylglycerol biosynthesis pathway into E. coli through heterologous expression of wax ester synthase/acyl-coenzyme:diacylglycerol acyltransferase (WS/DGAT) enzymes. The added pathway improved both the amount and fuel quality of the fatty acids. These new metabolic engineering strategies are providing promising directions for future investigation.     

人参皂苷生物合成和次生代谢工程

人参皂苷属于植物三萜皂苷类化合物,是传统名贵药材人参和西洋参的主要活性成分,具有抗炎、抗氧化作用,还有广泛的抗肿瘤作用。人参皂苷与植物甾醇共享前期代谢途径,通过2, 3-氧化鲨烯环化步骤进入三萜代谢分支途径,在三萜碳环骨架复杂修饰的基础上形成人参皂苷。综述了近年人参皂苷生物合成途径及关键酶基因研究的最新进展,揭示了人参皂苷生物合成的基本途径,对途径中关键酶的基因进行了综述,并结合次生代谢工程技术, 探讨了该技术在人参皂苷生物合成中的应用前景。