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World File Search System代谢工程
引用出版物（APA）：摘自Tilburg，A。Y. Y，Cao，H。，Meuleen，S。B.，Solopova，A.代谢工程
代谢工程和合成生物学方法已经繁荣了生物技术领域，其中主要重点是大肠杆菌和酿酒酵母作为微生物的工作试验。在近年来，作为生产宿主的革兰氏阳性细菌乳酸菌和枯草芽孢杆菌的注意力越来越多。本评论将证明这些细菌可以设计的不同水平及其各种应用可能性。例如，工程化的乳酸乳杆菌菌株对生物医学应用显示出巨大的希望。此外，我们还提供了最新的合成生物学工具的概述，这些工具促进了这两种微生物的使用。
通过大肠杆菌代谢工程提高微生物燃料电池的性能以实现吩嗪的生产
摘要：基于介质的微生物电化学系统（例如微生物燃料电池 (MFC)）的设计、开发和应用进展的核心作用之一是通过细胞外电子转移 (EET) 模式在导电电极表面和微生物之间建立有效且成功的通信。大多数基于微生物的系统需要使用人工电活性介质来促进和/或增强电子转移。我们之前的工作建立了一个外源性吩嗪类介质库作为介质系统，以使模型微生物大肠杆菌作为一种有前途的生物技术宿主能够进行 EET。然而，向微生物电化学系统中添加外源性介质具有某些限制性缺点，特别是关于介质对细胞的毒性和增加的运营费用。在此，我们展示了通过将来自铜绿假单胞菌的吩嗪生物合成途径引入大肠杆菌，大肠杆菌能够内源性地自生成吩嗪代谢物的代谢和遗传工程。该生物合成途径包含一个由七个基因组成的吩嗪簇，即 phzABCDEFG（phzA-G），负责从分支酸合成吩嗪-1-羧酸 (PCA)，以及两个另外的吩嗪辅助基因 phzM 和 phzS，用于催化 PCA 转化为绿脓素 (PYO)。我们展示了通过电化学测量、RNA 测序和显微镜成像收集的工程化大肠杆菌细胞的特征。最后，工程化大肠杆菌细胞用于设计性能增强的微生物燃料电池，最大功率密度从未工程化大肠杆菌细胞的 127 ± 5 mW m − 2 增加到基因工程的、产生吩嗪的大肠杆菌的 806 ± 7 mW m − 2。我们的结果表明，将异源电子穿梭引入大肠杆菌可以提高电池的性能。大肠杆菌不仅是一种有效的策略，而且是一种很有前途的策略，可以在活生物电化学系统中建立有效的电子介导，并提高与 MFC 电流产生和功率输出相关的整体 MFC 性能。关键词：微生物燃料电池、基因工程、性能改进、细胞外电子转移 ■ 介绍
非模型酵母的代谢工程Issatchenkia Orientalis SD108用于5-氨基乙酸生产
多年来，摘要5-氨基乙烯酸（5- ALA）的生物产生受到了人们的关注。但是，由于产生5 -ALA，发酵汤将变得酸性，因此在5 -ALA生物合成和细胞生长之间存在权衡。为了解决这一限制，我们设计了一种耐酸的酵母，即Issatchenkia Orientalis sd108，以进行5 -ALA生产。我们首先发现I. Orientalis SD108的细胞生长速率被5 -ALA增强，其内源性ALA合成酶（ALA）的活性高于其他酵母中的同源物。通过优化质粒设计，过表达转运蛋白和增加基因拷贝数，将5- ALA的滴度从28 mg/L到120-，150-和300 mg/L的提高。使用丙酮酸脱羧酶（PDC）敲除菌株（SD108δPDC）并用尿素进行培养后，我们将510 mg/l的滴度提高到510 mg/l，13-折叠率增强性，证明了与新的IOIALAL活动的重要性，我们将510 mg/l的滴度提高到510 mg/l，这是13-倍数增强。这项研究证明了耐酸I. OrientalisSD108ΔPDC在将来大规模的5- ALA产生的潜力很高。
谷氨酰胺的Corynebacterium的代谢工程，用于有效的L- tryptophan生产
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证。是根据作者/资助者提供的预印本（未经同行评审认证）提供的，他已授予Biorxiv的许可证，以在2024年11月5日发布的此版本中显示此版本的版权持有人。 https://doi.org/10.1101/2024.11.04.621991 doi：Biorxiv Preprint
系统基因组学和代谢工程揭示了用于静脉生物合成的溶酶科中保守的基因簇
。CC-BY 4.0国际许可证。是根据作者/资助者提供的预印本（未经Peer Review的认证）提供的，他已授予Biorxiv的许可证，以在2024年9月28日发布的此版本中在版权所有者中显示预印本。 https://doi.org/10.1101/2024.09.27.27.614867 doi：Biorxiv Preprint
生态效率的代谢工程，以优化工业生物技术的可持续性
生态效率的代谢工程代表了一种开创性的方法，可以通过将环境因素整合到生物系统的设计和优化中，从而增强工业生物技术的可持续性。该策略旨在提高资源效率，最大程度地减少废物并减少能耗，同时保持或增加产量。通过采用高级方法，例如途径优化，生物处理设计和基因工程，生态效率的代谢工程解决了对更可持续的工业过程的关键需求。这种方法还结合了绿色化学和生命周期评估的原理，以评估和最大程度地减少产品生命周期的环境影响。生态有效的代谢工程的应用已显示出生物燃料生产，生物塑料和药品的显着进步，展示了其在不同生物技术领域的可持续性的潜力。尽管挑战诸如代谢网络的复杂性以及对跨学科合作的需求，但生态效率的代谢工程为实现更绿色，更有效的工业生物技术的途径提供了有希望的途径。
酿酒酵母的代谢工程用于生产canthaxanthin，Zeaxanthin和astaxanthin
摘要：自然化合物的可持续生产在当今的工业景观中越来越重要。这项研究研究了酿酒酵母的代谢工程，以有效的类胡萝卜素的有效生物合成：canthaxanthin，Zeaxanthin和astaxanthin。利用量身定制的父母酵母菌菌株SP_BC，我们通过筛选和识别CRTW和CRTZ酶变体来优化类胡萝卜素途径。Bradyrhizobium sp。的CRTW变体。达到了425.1±69.1 µg/L的canthaxanthin滴度，而Pantoea ananatis的CRTZ变体获得了70.5±10.8 µ g/l的Zeaxanthin滴度。此外，我们通过探索所有三个研究的类胡萝卜素和细胞器腔室的酶融合策略来优化类胡萝卜素的产生，专门用于增强astaxanthin合成。我们通过将最佳基因构建体整合到酵母基因组中并删除GAL80基因，从而进一步改善了类胡萝卜素的产生，从而可以将蔗糖用作碳源。在5 L生物反应器发酵中评估了工程菌株SP_BC-CAN001 ∆ GAL80，使用蔗糖获得了60.36±1.51 mg/l的明显canthaxanthin滴度。这项研究最终确定了酿酒酵母作为有效类胡萝卜素生物合成的可行平台，并且在该酵母菌系统中首次将蔗糖的生存能力作为碳素产生的碳源说明。这些发现为以工业规模的可持续性，具有成本效益的类胡萝卜素生产铺平了道路。
酵母的代谢工程，用于从头生产Kratom单二烯吲哚生物碱
来自Mitragyna Speciosa（MIAS）（MIAS）（MIAS）（“ Kratom”）（例如Mitragynine和Speciogynine）是阿片类药物受体配体的新型脚手架，用于治疗疼痛，成瘾和抑郁症。虽然在东南亚用作刺激性和疼痛管理物质已有数百年的历史，但这些精神活性的生物合成途径直到最近才被部分阐明。在这里，我们通过重建了来自普通MIA前体的五步合成途径，从而证明了酿酒酵母中的mitragynine和speciogynine，该途径由普通MIA PRECURSOR严格sillitersitor构成带有真菌性比喻的4-偶生酶，以绕过一个不知名的kratom kratom hydroxylase sydroxylase。在优化培养条件下，从葡萄糖中获得了〜290 µg/l kratom mias的滴度。铅生产菌株的无靶向代谢组学分析导致鉴定出众多的分流产物，这些分流产物是由严格os子氨酸合酶（Str）和二氢核南氨酸合酶（DCS）的活性得出的，突显了它们作为酶工程的候选物，以进一步改善kratom mias Mias在YEAST中的生产。最后，通过喂养氟化的色胺并表达人类的裁缝酶，我们进一步证明了氟化和羟基化的Mitragynine衍生物的产生，并在药物发现运动中可能采用潜在的应用。总的来说，这项研究引入了一个酵母细胞工厂平台，用于具有具有治疗潜力的复杂天然和新型Kratom MIAS衍生物的生物制造。
为蓝细菌的代谢工程定制调节组件
图2涉及蓝细菌原代代谢的调节实体和产物。绿色表明各个调节剂在相关途径中的激活作用，红色表示相关途径的抑制作用。缩写：2-og：2-oxoglutarate; 2-PG：2-磷酸甘油酸； 3-PG：3-磷酸甘油酸； AA：氨基酸； BCAA：分支链氨基酸； C-DI-AMP：环状二腺苷磷酸盐； CA：碳酸酐酶；营地：环状腺苷磷酸盐； CCM：CO 2浓缩机制； CM：细胞膜； E4P：4-磷酸红细胞； FAS：脂肪酸合成； GS-GOGAT：谷氨酰胺合成酶 - 谷氨酰胺 - 氧甲酸 - 氨基转移酶周期； PEP：磷酸烯醇丙酮酸； PS：光系统； pyr：丙酮酸； rubp：核糖1,5-双磷酸盐； TM：类囊体膜。
代谢工程
代谢通量及其控制机制是细胞代谢的基础，为研究生物系统和生物技术应用提供了见解。然而，对微生物细胞工厂中生化反应的控制，尤其是在系统层面的控制，定量和预测性的理解是有限的。在这项工作中，我们提出了 ARCTICA，这是一个计算框架，它将基于约束的建模与机器学习工具相结合以应对这一挑战。使用模型蓝藻 Synechocystis sp. PCC 6803 作为底盘，我们证明 ARCTICA 可以有效模拟全球规模的代谢通量控制。主要发现包括：(i) 光合生物生产主要受卡尔文-本森-巴沙姆 (CBB) 循环中的酶控制，而不是受参与最终产物生物合成的酶控制；(ii) CBB 循环的催化能力限制了光合活性和下游途径；(iii) 核酮糖-1,5-双磷酸羧化酶/加氧酶 (RuBisCO) 是 CBB 循环中的主要限制步骤，但并非最主要的限制步骤。预测的代谢反应与之前的实验观察结果在质量上一致，验证了我们的建模方法。ARCTICA 是了解细胞生理学和预测基因组规模代谢网络中限速步骤的重要管道，从而为蓝藻生物工程提供指导。