合成途径

摘要： 五环三萜皂苷类化合物具有丰富的药理、生理活性,广泛应用于医药、功能食品、保健品、化妆品等领域。目前五环三萜皂苷类化合物的主要获取方式是植物提取,随着合成生物学的发展,利用微生物细胞工厂合成植物天然产物逐渐成为研究热点,它具有生产周期短、工艺简单、环境友好、条件温和等优势,是未来的发展方向。本文结合五环三萜皂苷类化合物的来源及其天然合成途径,综述了典型五环三萜皂苷类化合物的分类、功能活性、结构特点及目前利用微生物细胞工厂合成五环三萜皂苷类化合物的研究现状;分析了部分五环三萜皂苷类化合物合成途径当中的未解析的关键修饰位点及关键酶,并结合已报道的体内、体外研究,对部分未知途径当中催化母核形成苷元的P450酶以及对苷元进行糖基化修饰的糖基转移酶进行了合理预测;结合当前研究现状分析、总结、归纳了利用微生物细胞工厂合成五环三萜皂苷类化合物存在的主要瓶颈,讨论了现阶段工业化生产现状及利用生物合成进行工业化生产所面临的挑战,为高效合成五环三萜皂苷类天然产物的微生物细胞工厂构建提供了理论支持和新思路。

摘要： 血水草是我国特有的民间药和民族药,其主要成分为苯并菲啶类生物碱,具有较大的药用价值。本文整理了近五年来血水草中分离得到的苯并菲啶类生物碱成分,总结其在各种癌症、炎症、感染、骨质疏松、杀虫、心血管等疾病方面的药理作用,归纳其生源合成途径、化学合成途径及各类衍生物合成途径,以期为血水草的科学开采与利用奠定基础。

摘要： 香豆素是广泛存在于自然界的有机杂环化合物,具有抗感染等多种生物活性,是我国许多中草药材中的有效成分,如独活等多种常用中草药含有香豆素衍生物,香豆素类化合物是具有显著生物活性的物质,具有作用机制特殊等特点。香豆素对植物生长发育具有重要作用,许多香豆素化合物在植物中含量较低,对天然香豆素类化合物化学合成成为研究热点。综述香豆素合成途径及关键酶基因研究进展,分析总结香豆素研究问题,展望未来研究方向。

摘要： 淀粉作为水稻最主要的储藏物质,其结构、含量及理化性质等直接影响着稻米品质。研究发现,淀粉是在一系列关键酶的共同作用下合成的,但相关酶在淀粉合成路径中的具体作用缺乏系统性研究。文章综述了近年来水稻淀粉合成途径和调控淀粉合成的转录因子家族(b ZIP家族、AP2/ERF家族)以及近年来在蛋白水平上对淀粉的生物合成有重要作用的基因等研究进展,进行系统梳理,以进一步解析水稻淀粉合成机理机制,为指导培育优质水稻新品种提供理论支撑。

摘要： 黑粉菌素(ustilaginoidins)是由稻曲菌产生的一种聚酮类真菌毒素。稻曲菌侵染水稻穗部引发稻曲病,不仅导致水稻产量下降,还存在感病籽粒真菌毒素污染的问题,严重威胁我国的粮食安全。近年来,随着稻曲菌全基因组测序工作的完成,黑粉菌素的生物合成基因也逐渐被揭示。研究表明:黑粉菌素生物合成基因簇是由UvPKS1(UV_2086)所在的基因簇负责合成,该基因簇全长49.7 kb,共包含14个基因,命名为ugs基因簇。就近年来黑粉菌素的分离与鉴定、生物活性分析以及检测方法等方面进行综述,并着重对其生物合成路径进行介绍,为进一步解析稻曲菌黑粉菌素生物合成的调控机制以及制定控制毒素污染的策略提供研究基础。

摘要： 花青素是黄酮类多酚化合物,广泛分布于植物的果实、叶片、花瓣和种子中,使植物花和果实呈现出多种多样的色彩。作为纯天然的食用色素,花青素可以有效清除自由基,在抗氧化、抗衰老方面效果显著,同时,对于抗炎症、预防肥胖、预防慢性代谢性疾病、保护心血管、改善视力等也有良好的功效。近年来,关于花青素生物合成的研究已经成为植物次生代谢领域的热点问题,其中花青素的运输、积累以及体外合成有待深入研究。本文综述了花青素的结构、种类,重点对花青素的生物合成途径及合成关键酶研究进展进行总结,以期为后续进一步研究花青素在植物体内的合成机制及植物的分子改良提供参考。

摘要： L-半胱氨酸是一种重要的含硫氨基酸,广泛应用在医药、食品和化妆品等行业。该文以实验室保藏的一株高产L-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)A36为出发菌株,通过加强表达丝氨酸O-乙酰基转移酶(serine O-acetyltransferase,SAT)、O-乙酰基-L-丝氨酸巯基化酶-A和转运蛋白Bcr编码基因强化L-半胱氨酸合成和转运,敲除L-半胱氨酸降解途径关键酶弱化其降解,构建系列重组菌株,其中重组菌S-C-7的L-半胱氨酸产量最高,为286.7 mg/L。进一步通过优化硫源提高菌株S-C-7的L-半胱氨酸产量,结果表明,最佳硫源为硫代硫酸钠,当发酵24 h时添加12 g/L硫代硫酸钠,L-半胱氨酸的产量最高,为581.6 mg/L,较优化前提高1.0倍。最后,在5 L发酵罐对S-C-7进行发酵评价,L-半胱氨酸产量达到1.2 g/L,是目前文献报道谷氨酸棒杆菌产L-半胱氨酸的最高产量;为实现谷氨酸棒杆菌发酵生产L-半胱氨酸奠定了基础。

摘要： 甜菜红素是一类含氮的水溶性色素,由于其有独特的色泽、高安全性和多种生物活性成为近年来研究的热点。甜菜红素作为天然色素已经被批准在食品工业中使用。该文对甜菜红素的合成途径、生物活性进行简要的总结,着重分析不同加工方式对甜菜红素稳定性的影响。同时,简要综述目前研究中的局限性,旨在为未来农产品加工过程中甜菜红素的保护提供参考。

摘要： 神经酸是一种超长链单不饱和脂肪酸,最初发现于哺乳动物神经组织中,是脑部神经组织和神经细胞的天然核心成分,具有修复受损神经纤维、帮助神经细胞再生的功能。神经酸的来源由动物到植物的转变极大地促进了神经酸的研究。近年来,国内外科学家尝试通过转基因技术进行高神经酸植物的遗传改良。含神经酸的油菜在神经酸植物来源中脱颖而出,有望解决神经酸短缺的现状。综述了植物中神经酸的生理功能和来源,介绍了植物中神经酸的生物合成途径和从植物中提取神经酸的工艺,以期为植物神经酸相关研究和油菜创新育种提供理论参考。

摘要： 综述了酿酒酵母作为底盘细胞代谢调控合成功能营养品的研究进展。首先,介绍了酿酒酵母作为细胞工厂相关的启动子调控、终止子调控、辅因子调控、转运蛋白调控及动态调控等一系列代谢调控策略,并介绍了加强产物合成的相关遗传改造工具和代谢分析技术。随后,概述了酿酒酵母合成寡糖、维生素及萜类、短链有机酸和脂肪酸等功能营养品的研究进展。最后,提出了目前面临的挑战,并结合代谢工程新兴技术展望了未来酿酒酵母代谢调控的发展趋势,以期为功能营养品在酿酒酵母中的高效合成提供参考。

摘要： 乙酰辅酶A是多种酶促反应的必要辅助因子和主要限制因素之一,通过代谢工程改造大肠杆菌乙酰辅酶A合成途径,提高乙酰辅酶A的产量,对多种生物催化反应将有促进作用.

摘要： 本课题组从事海洋微藻脂类及生物活性物质的合成途径研究,海洋微藻富含多不饱和脂肪酸EPA、DHA、胡萝卜素、叶黄素、虾青素等高附加值活性物质,具有极高的开发价值.中国有长达1.8万公里的海岸线,充分利用沿海盐碱滩涂等非耕国土资源,开发利用微藻资源具有重要意义.

摘要： 芳香族氨基酸色氨酸具有广泛的应用领域和巨大的市场潜力,然而,由于色氨酸合成路径长、调控复杂,目前的生产菌株发酵产酸和糖酸转化率较低,导致生产成本高,制约了色氨酸的产业发展.本文首先介绍了谷氨酸棒杆菌中色氨酸合成途径,包括生成分支酸的一般途径和色氨酸支路,详细描述了目前报道的色氨酸合成关键酶解除产物反馈抑制的作用位点.然后就色氨酸合成途径、中心代谢前体物供应和芳香族氨基酸转运途径方面介绍了谷氨酸棒杆菌色氨酸生产菌株的构建策略.最后展望了今后色氨酸育种的研究重点.

摘要： 次生代谢产物是植物中一大类非常重要的天然化合物资源,因其显著地药用活性,在医药研究中具有广泛地需求,通过研究植物次生代谢合成途径的分子机制来提高次生代谢产物含量是当前的研究重点.发掘并注释次生植物代谢产物合成途径相关的酶蛋白功能是目前主要研究内容之一.由于涉及次生代谢产物的合成酶、转录因子等在植物体内含量低,属于低丰度蛋白,难以被检测到,组合肽配体技术(CPLL)是一种新生的蛋白质组学技术,在富集低丰度蛋白的应用中具有強大的优势,目前已被广泛应用于人和动物的蛋白质组研究中,但其在植物研究中的应用很少.

摘要： 植物脂肪酸是带有高度还原烃链的羧酸.作为细胞基本成分之一的脂肪酸,与人类生活息息相关.在生物体中绝大部分以结合形式存在,极少数以游离形式存在.脂质代谢是机体基本代谢活动之一,研究脂质合成途径及调控不仅具有重要的理论意义,还有广泛的应用前景.例如以其为基础利用基因工程技术生产有用脂肪酸、改善油和脂肪的品质.

摘要： 芳香族氨基酸包括苯丙氨酸(L-Phe)、酪氨酸(L-Tyr)、L-色氨酸(L-Trp),是生物体内非常重要的必需氨基酸,具有重要的生物学功能,广泛应用于医药、食品、饲料等领域.本文介绍了三种芳香族氨基酸的生物合成以及调控机制,对利用其合成途径用发酵法生产芳香族氨基酸作了简要总结.

摘要： 四氢嘧啶作为一种性质优良的保护性物质,其合成途径仅存在于一些中度嗜盐微生物中.目前,人们主要通过一种叫做"细菌挤奶"的发酵工艺从中度嗜盐微生物中获得四氢嘧啶,这种方法操作复杂、对反应器损耗大.在本研究中,在大肠杆菌中构建了四氢嘧啶合成途径并通过系统代谢改造提高四氢嘧啶产量.首先,在大肠杆菌W3110中异源表达伸长盐单胞菌的ectABC基因簇,所得菌株能够在不依赖盐激诱导的条件下积累4.9g/L的四氢嘧啶.之后,通过敲除thrA(编码天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶)弱化了L-苏氨酸合成支路;通过thrA的敲除四氢嘧啶积累量提高了109％.进一步,回补了来源于谷氨酸棒状杆菌的天冬氨酸激酶编码基因lysC以消除thrA敲除带来的不利影响;结果表明四氢嘧啶积累量提高了9％.最后,编码磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的ppc基因启动子被替换为一个trc强启动子并且乙醛酸循环阻遏蛋白编码基因iclR被敲除,通过这两点增加了四氢嘧啶前体物草酰乙酸的供应,最终四氢嘧啶积累量提高了21％.最后所获得的四氢嘧啶工程菌ECT05(pTrcECT,pSTVLysC-CG)通过分批补料发酵可以以葡萄糖为碳源、不依赖盐激诱导的条件下在发酵液中积累25.1g/L四氢嘧啶.在发酵过程中单位菌体四氢嘧啶产率为0.8g/g DCW,四氢嘧啶生成效率为0.84g·L-1·h-1.

摘要： 麦角菌(Claviceps)属于麦角菌科真菌,其产生的生物碱毒素易引起人和动物中毒,同时也具有多种生物活性,在医学上得到了广泛应用.本文就国内外近年来对麦角菌的相关研究进展进行了扼要综述,以期为麦角菌的防控和利用提供借鉴.麦角菌起源于上白垩纪时期的南美洲,主要通过昆虫向新的区域或新寄主传播,现在全球的分布范围主要有6个区域:非洲、南美洲、欧亚大陆、北美、澳大利亚和印度;麦角菌可以侵染7个科或亚科的70多属的400余种植物.麦角菌主要寄生在粮食作物及禾草的穗部,家畜采食受侵染的谷物易引起中毒,历史上已有无数次麦角中毒事件发生.麦角病的主要防治方法有选用花期较短的抗病品种,在寄主花期喷施杀菌剂以及及时收获菌核,减少初侵染来源.麦角菌产生的生物碱在医学上得到了广泛的应用,早在1474年的德国处方就已经记载药用,在医学上主要用于治疗偏头疼、产后出血、乳腺病、帕金森病、脑血管系统和癌症等疾病.目前,国内外研究的重点主要包括麦角菌的遗传进化和其产生的生物碱在医学上的应用.未来,培育抗麦角病禾谷类作物和牧草新品种,筛选高产碱量菌株,揭示麦角菌、内生真菌与寄主植物的互作机制可能会成为相关研究的热点之一.

摘要： 麦角菌(Claviceps)属于麦角菌科真菌,其产生的生物碱毒素易引起人和动物中毒,同时也具有多种生物活性,在医学上得到了广泛应用.本文就国内外近年来对麦角菌的相关研究进展进行了扼要综述,以期为麦角菌的防控和利用提供借鉴.麦角菌起源于上白垩纪时期的南美洲,主要通过昆虫向新的区域或新寄主传播,现在全球的分布范围主要有6个区域:非洲、南美洲、欧亚大陆、北美、澳大利亚和印度;麦角菌可以侵染7个科或亚科的70多属的400余种植物.麦角菌主要寄生在粮食作物及禾草的穗部,家畜采食受侵染的谷物易引起中毒,历史上已有无数次麦角中毒事件发生.麦角病的主要防治方法有选用花期较短的抗病品种,在寄主花期喷施杀菌剂以及及时收获菌核,减少初侵染来源.麦角菌产生的生物碱在医学上得到了广泛的应用,早在1474年的德国处方就已经记载药用,在医学上主要用于治疗偏头疼、产后出血、乳腺病、帕金森病、脑血管系统和癌症等疾病.目前,国内外研究的重点主要包括麦角菌的遗传进化和其产生的生物碱在医学上的应用.未来,培育抗麦角病禾谷类作物和牧草新品种,筛选高产碱量菌株,揭示麦角菌、内生真菌与寄主植物的互作机制可能会成为相关研究的热点之一.

摘要： 麦角菌(Claviceps)属于麦角菌科真菌,其产生的生物碱毒素易引起人和动物中毒,同时也具有多种生物活性,在医学上得到了广泛应用.本文就国内外近年来对麦角菌的相关研究进展进行了扼要综述,以期为麦角菌的防控和利用提供借鉴.麦角菌起源于上白垩纪时期的南美洲,主要通过昆虫向新的区域或新寄主传播,现在全球的分布范围主要有6个区域:非洲、南美洲、欧亚大陆、北美、澳大利亚和印度;麦角菌可以侵染7个科或亚科的70多属的400余种植物.麦角菌主要寄生在粮食作物及禾草的穗部,家畜采食受侵染的谷物易引起中毒,历史上已有无数次麦角中毒事件发生.麦角病的主要防治方法有选用花期较短的抗病品种,在寄主花期喷施杀菌剂以及及时收获菌核,减少初侵染来源.麦角菌产生的生物碱在医学上得到了广泛的应用,早在1474年的德国处方就已经记载药用,在医学上主要用于治疗偏头疼、产后出血、乳腺病、帕金森病、脑血管系统和癌症等疾病.目前,国内外研究的重点主要包括麦角菌的遗传进化和其产生的生物碱在医学上的应用.未来,培育抗麦角病禾谷类作物和牧草新品种,筛选高产碱量菌株,揭示麦角菌、内生真菌与寄主植物的互作机制可能会成为相关研究的热点之一.

摘要： 本发明公开了麦角硫因合成基因在谷氨酸棒杆菌中重建麦角硫因代谢途径中的应用及其方法，麦角硫因合成基因包括Egt1和Egt2，对Egt1和Egt2基因进行密码子优化，优化后Egt1的核酸序列如SEQ ID NO.1所示，Egt2的核酸序列如SEQ ID NO.2所示；然后以高产组氨酸的谷氨酸棒杆菌为出发菌株，将Egt1和Egt2转入谷氨酸棒杆菌中，实现以葡萄糖为碳源的从头合成麦角硫因。

摘要： 本申请涉及癌症、尤其是错配修复(MMR‑)缺陷肿瘤领域。本文提供对检测肿瘤是否为错配修复缺陷具有高敏感性的新标记。该标记尤其是微卫星区域中的突变。因此，提供用于诊断肿瘤的微卫星不稳定性的方法，其包括测定这些标记的存在。此外，提供试剂盒来检测这些标记(或其亚组)在样品中的存在。

摘要： 本发明属于生物医药领域，特别涉及神经酰胺合成分解途径中的抑制剂在制备预防或治疗埃博拉病毒疾病的药物中的应用，本发明通过加入神经酰胺合成分解相关的抑制剂‑D609、Fumonisin B1导致埃博拉病毒在细胞中形成的包涵体的数量减少、体积下降，还可以阻碍包涵体的成熟，显著抑制埃博拉病毒在细胞中的增殖。本文探索了在神经酰胺轴中以鞘磷脂合酶抑制剂D609、神经酰胺合成酶抑制剂Fumonisin B1为代表的小分子化合物在埃博拉病毒病治疗中的潜力，为其在临床上用于防治埃博拉病毒提供了新的依据，在埃博拉的治疗领域将有广阔的应用前景。

摘要： 提供了一种设计分子并确定用于合成所述分子的途径的计算机实施的方法。所述方法包括：接收所述分子的一个或多个期望的性质；使用第一机器学习技术生成一个或多个候选分子，所述第一机器学习技术使用所述分子的所述一个或多个期望的性质作为输入；以及对于至少一个候选分子，使用第二机器学习技术计算用于合成所述候选分子的一个或多个途径。

摘要： 本发明“4株可高效合成人参皂苷Ro合成途径中间产物或终产物的工程酵母菌及方法”属于合成生物学及代谢工程领域。4株工程酵母菌分别是：保藏号为CGMCC No.23731的一株可高效合成金盏花苷E的工程酵母菌CE‑P1，保藏号为CGMCC No.23732的一株可高效合成竹节参皂苷Ⅳa的工程酵母菌IVA‑P1，保藏号为CGMCC No.23733的一株可高效合成姜状三七苷R1的工程酵母菌R1‑P1，保藏号为CGMCC No.23734的一株可高效合成人参皂苷Ro的工程酵母菌Ro‑P1。上述工程酵母菌稳定，生长周期短，培养条件温和，培养成本低，目标产物产量高，实现了目标化合物的高效从头合成。

摘要： 本发明公开了毛蕊花糖苷生物合成途径及其合成酶相关基因，以地黄6个不同发育阶段的块根为材料，提取和检测其总RNA，用Illumina HiSeq2500平台对其组合转录组测序，获得149.8百万reads，从头组装获得96961个Unigenes序列；将Unigenes序列与KEGG数据库比对进行代谢通路分析，获得280个KEGG途径，将代谢通路与推测的毛蕊花糖苷合成途径比对，筛选出5个候选KEGG途径；比较推测的毛蕊花糖苷合成途径和筛选出5个候选KEGG途径，建立有19个基因编码酶催化的毛蕊花糖苷生物合成途径，将Unigenes序列与数据库进行BlastX比对，再附加ESTscan软件功能，得到13个候选的毛蕊花糖苷生物合成酶相关基因。本发明为阐明地黄完整的毛蕊花糖苷生物合成途径和利用次生代谢工程或者合成生物学生产毛蕊花糖苷奠定基础。

摘要： 本发明公布了一种微生物发酵法合成罗汉果醇代谢路径中三萜类化合物，即含有葫芦烷二烯醇合成酶SgCbQ、P450 CYP87D18和细胞色素还原酶CPR的酿酒酵母重组菌株SY2，以葡萄糖为底物合成11-氧-葫芦烷二烯醇、11-羟基-葫芦烷二烯醇、11-氧-24,25-环氧-葫芦烷二烯醇三种新产物。本发明还提出由葫芦烷二烯醇合成罗汉果醇的代谢途径，即葫芦烷二烯醇经P450 CYP87D18催化合成11-氧-葫芦烷二烯醇，后者经该酶催化合成11-羟基-葫芦烷二烯醇和11-氧-24,25-环氧-葫芦烷二烯醇，这两种产物可经其他P450或环氧化物酶合成罗汉果醇。本发明还提出了糖基转移酶催化新产物获得更多糖基化产物的新思路。因此，本发明对于确定罗汉果醇合成途径，微生物发酵法合成相关中间代谢产物及糖基化产物具有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种高丝氨酸和苏氨酸非天然生物合成新途径的构建，属于工业生物技术领域。所述非天然生物合成途径中包含甲醇脱氢酶、醛缩酶、转氨酶、高丝氨酸激酶、苏氨酸合成酶，该途径可以甲醇与丙酮酸为底物，合成高丝氨酸或苏氨酸。既可以通过构建体外多酶催化体系，也可以通过在微生物细胞体内通过途径组装，实现以甲醇与丙酮酸为碳源合成高丝氨酸或苏氨酸，而丙酮酸在微生物细胞体内可以葡萄糖为底物通过糖酵解合成，从而实现以甲醇与葡萄糖为碳源合成高丝氨酸或苏氨酸。本发明将高能量密度的甲醇一碳化合物引入高丝氨酸和苏氨酸合成途径中，理论上可实现200%的糖酸摩尔转化率，具有极大的应用前景。

摘要： 本发明提出一种利用DNA折纸技术组装番茄红素合成途径的方法，包括：1)DNA折纸结构的制备；2)DNA锚链与番茄红素合成途径中关键酶的结合；3)结合DNA锚链的关键酶与DNA折纸结构的组装。本发明将DNA折纸从常见的双酶催化中的应用拓展到三酶级联催化中，利用DNA折纸可寻址、可编程组装的优点，精确调控级联酶的间距和配比，首次将DNA折纸结构应用于番茄红素的多酶级联反应之中，实现了番茄红素合成中的多酶“底物通道”效应以及“区域化”控制组分的目标，实现了番茄红素的高效合成。

摘要： 本发明公开了一种原儿茶酸乙酯生物合成途径关键酶基因突变体及其应用，属于生物工程技术领域，包括突变体质粒KPHS‑H231Y，所述突变体质粒KPHS‑H231Y的氨基酸位点231位碱基gaa突变为tac，所述突变体质粒由实验室构建的KPHS质粒通过定点突变的方法制备，本发明的突变体质粒KPHS‑H231Y参与的原儿茶酸乙酯的合成反应显著提高了原儿茶酸乙酯产量，突变株的生产方式绿色环保且具有创新性。