芳香族氨基酸生物合成和苯丙氨酸发酵

<正> 苯丙氨酸(Phemylalanine,Phe)、酪氨酸(Tyrosine,Tyr)和色氨酸(Tyrptophan,Trp),即所谓芳香族氨基酸(aromatic amino acid),不仅本身结构较谷氨酸复杂(表1),而且合成机制亦较多采,特别是其用途的日益广泛,也使人们开始注意其生产技术。大家都知道,苯丙氨酸和色氨酸是人体必需氨基酸,酪氨酸可由苯丙氨酸转换、而提供人体。芳香族     

以生物合成为基础的代谢工程和组合生物合成

代谢工程和组合生物合成在筛选和发展新型药物方面日益成为生物、化学和医药界关注的重点。基于聚酮和聚肽类天然产物的独特化学结构和良好生物活性,研究它们的生物合成机制,将为合理化遗传修饰生物合成途径获得结构类似物提供遗传和生物化学的基础,实现利用现代生物学和化学的技术手段在微生物体内进行药物开发的目的。     

L-苯丙氨酸生产的代谢工程研究

L-苯丙氨酸是一种重要的食品和医药中间体。工业上一般采用酶法和发酵法来生产L-苯丙氨酸。代谢工程的兴起,使得更加理性的改造菌株成为可能,这更加促进了发酵法的广泛应用。主要介绍了代谢工程在L-苯丙氨酸生产菌的改造中的应用情况,其中涉及苯丙氨酸生物合成途径中相关基因及其酶的调控、中央代谢途径的改造和芳香族氨基酸生物合成支路的修饰。并探讨了将来的发展前景。     

阿维菌素的生物合成及代谢工程研究进展

阿维菌素(avermectin)是由除虫链霉菌(Streptomycesavermitilis)产生的一种具有杀虫活性的大环内酯类抗生素,在农业和畜牧业中应用广泛。本文综述了有关除虫链霉菌基因组序列分析、阿维菌素的生物合成以及阿维菌素育种和代谢工程的研究进展。     

木质素的生物合成及其调控研究进展

木质素是植物体中仅次于纤维素的一种重要大分子有机物质,具有重要生物学功能,其3种主要单体的生物合成途径已经基本清楚。从木质素生物合成及基因工程在调控木质素生物合成中的作用等方面的研究进展进行了综述,并提出了存在的问题及对策。     

大肠杆菌tyrR基因剔除及其对苯丙氨酸生物合成的影响

TyrR是大肠杆菌芳香族氨基酸生物合成和运输途径中的一种全局性调控蛋白质。采用双交换同源重组的方法定位突变大肠杆菌染色体tyrR基因 ,在该基因中插入带有卡那霉素抗性基因的DNA片段 ,使之失活 ,实现基因剔除。经PCR、DNA测序、lacZ报告基因等多种方法证实了基因剔除的可靠性。tyrR基因剔除后 ,大肠杆菌芳香族氨基酸生物合成中受TyrR蛋白调控的关键酶的酶活力有所提高 :3 脱氧 2 阿拉伯庚酮糖 7 磷酸合成酶(DAHPS ,由aroG编码 )酶活力提高了 1.0 8倍 ,转氨酶 (AT ,由tyrB编码 )酶活力提高了 2 .70倍 ;突变菌株发酵生产苯丙氨酸的能力提高了 1.5 9倍 ;同时 ,与芳香族氨基酸运输相关的通透酶基因aroP(P)的阻遏被解除 ,细胞运输芳香族氨基酸的能力提高了 70 .2 %。     

紫杉醇生物合成相关酶类的研究进展

紫杉醇是红豆杉属植物次生代谢产物之一,是近20年来抗癌药物研究领域的重要发现。弄清楚紫杉醇合成途径和相关酶的反应可以从根本上大大提高紫杉醇的产量。综述近几年来紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究工作,包括已经得到相应cDNA克隆的紫杉二烯合成酶,细胞色素P450氧化酶和3个紫杉烷的乙酰转移酶,由于GGPP是紫杉醇合成的必需前体,HMGR和GGPP合成酶的相关情况也有简述。     

喜树碱的生物合成途径和代谢调控

喜树碱是一种具有抗肿瘤活性的萜类吲哚生物碱,最早是从我国特有植物喜树中分离获得的。本文概述喜树碱的天然分布合成途径和代谢调控的研究进展,并对喜树碱未来的生产和发展研究作了展望。     

微生物发酵法生产L-苯丙氨酸的研究进展

L-苯丙氨酸 (L-Phe) 是一种重要的必需氨基酸,广泛应用于食品、饲料添加剂以及医药等领域.L-Phe主要由化学合成法、酶法和微生物发酵法等3种方法来生产.其中,微生物发酵法由于具有原料廉价易得、环境污染较小、产物纯度高等优点成为目前国内外工业化生产L-Phe的主要方法.本文主要以大肠杆菌为例对L-Phe生物合成途...     

喷司他丁的合成及其生物合成机制研究进展

喷司他丁是一种核苷类抗生素,对腺苷脱氨酶有极强的抑制效果,在临床治疗恶性肿瘤方面具有广泛应用.但其生产成本高、市售价格昂贵,难以满足需求.近10年来,关于生物合成喷司他丁的研究主要集中在菌种选育、优化培养基组分与发酵工艺等方面.目前,尽管喷司他丁的生物合成机制得到了阐明,但生物合成喷司他丁方面的综述尚无.对此,文中综述...     

代谢改造酿酒酵母合成萜类化合物的研究进展

萜类化合物是一类种类繁多、功能多样的化合物,部分具有抗癌、增强免疫力等作用,具有良好的生物活性,在食品、保健品以及医疗等领域应用广泛.近年来,随着对萜类化合物生物合成途径研究的深入,研究人员采用代谢工程手段构建了多种萜类产物的高产酿酒酵母工程菌株,部分已经达到或者接近工业化生产水平.因此,采用合成生物学相关技术手段合成...     

三烯生育酚生物学功能及合成调控研究进展

介绍了三烯生育酚的生物合成途径,重点综述了三烯生育酚在神经保护、抗癌、降低胆固醇以及抗氧化等方面的优越生物学功能,以及利用关键酶的高效表达和前体物质水平的提高等植物代谢工程手段提高植物体内三烯生育酚生物合成水平的研究进展。     

Further studies on the role of phenylalanine in gramicidin S biosynthesis by Bacillus brevis

In a chemically defined medium (F4/3) containing fructose, arginine, histidine and methionine, the addition of 0.1% l-phenylalanine to Bacillus brevis ATCC 9999 enhanced growth and gramicidin S (GS) production on both volumetric and specific bases; surprisingly, it decreased the specific activities of the two GS synthetases. Decreased specific activities were observed even when both soluble and particulate GS synthetases were assayed. The decreases were not caused by inhibition or repression by phenylalanine itself but, more probably, by a negative feedback effect of cellular GS on its own synthetases. High concentrations of GS were found to be associated with cells even before the presence of GS in the fermentation broth was detected. These cellular GS concentrations were much higher in fermentations conducted with phenylalanine.     

四吡咯化合物生物合成研究进展

四吡咯化合物是存在于生物体中一类具有重要功能的化合物,已经广泛应用于农业、食品和医药等领域.由于化学合成法的烦琐流程和高昂成本以及动植物提取法存在品质不均一等缺点,大幅度限制了其工业化生产与相关应用.近年来,合成生物学的快速发展为微生物利用可再生生物质资源高效合成四吡咯化合物提供了新的技术手段.针对四吡咯化合物生物合成...     

麦角硫因生物合成研究的新进展

麦角硫因是一种独特的细胞生理保护剂,在食品、饮料、化妆品和医药等行业具有广阔的应用前景.生物合成法是麦角硫因制备方法的研究热点.文中介绍了近年来在麦角硫因生物合成途径的鉴定、生物合成关键酶的挖掘、天然可食用菌种以及高产工程菌的开发等方面取得的新进展,以期从分子层面深入认识麦角硫因生物合成的调控机制,进而利用发酵工程、代...     

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。     

Advances in the Plant Isoprenoid Biosynthesis Pathway and Its Metabolic Engineering

Although the cytosolic isoprenoid biosynthetic pathway, mavolonate pathway, in plants has been known for many years, a new plastidial 1-deoxyxylulose-5-phosphate (DXP) pathway was identified in the past few years and its related intermediates, enzymes, and genes have been characterized quite recently. With a deep insight into the biosynthetic pathway of isoprenoids, investigations into the metabolic engineering of isoprenoid biosynthesis have started to prosper. In the present article, recent advances in the discoveries and regulatory roles of new genes and enzymes in the plastidial isoprenoid biosynthesis pathway are reviewed and examples of the metabolic engineering of cytosolic and plastidial isoprenoids biosynthesis are discussed.     

Advances in the Plant Isoprenoid Biosynthesis Pathway and Its Metabolic Engineering

Although the cytosolic isoprenoid biosynthetic pathway, mavolonate pathway, in plants has been known for many years, a new plastidial 1-deoxyxylulose-5-phosphate (DXP) pathway was identified in the past few years and its related intermediates, enzymes, and genes have been characterized quite recently.With a deep insight into the biosynthetic pathway of isoprenoids, investigations into the metabolic engineering of isoprenoid biosynthesis have started to prosper. In the present article, recent advances in the discoveries and regulatory roles of new genes and enzymes in the plastidial isoprenoid biosynthesis path way are reviewed and examples of the metabolic engineering of cytosolic and plastidial isoprenoids biosnthesis are discussed.