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酿酒酵母和新兴酵母菌种合成生物学工具和组装方法的标准化
摘要：利用工程原理重新设计生物体是合成生物学 (SynBio) 的目的之一，因此实验方法和 DNA 部件的标准化变得越来越必要。专注于酿酒酵母工程的合成生物学界一直处于这一领域的前沿，构想出了几种被该界广泛采用的特征明确的合成生物学工具包。在本综述中，我们将讨论为酿酒酵母开发的分子方法和工具包对所需标准化工作的贡献。此外，我们还回顾了为新兴非常规酵母物种设计的工具包，包括解脂耶氏酵母 (Yarrowia lipolytica)、Komagataella phaffii 和马克斯克鲁维酵母 (Kluyveromyces marxianus)。毫无疑问，这些工具包中强调的特征化 DNA 部件与标准化组装策略相结合，极大地促进了许多代谢工程和诊断应用等的快速发展。尽管在常见酵母基因组工程中部署合成生物学的能力不断增强，但酵母界在生物自动化等更复杂、更精细的应用中还有很长的路要走。关键词：标准化、特性、生物部件、酵母工具包、合成生物学、自动化
有效诱导酿酒酵母B-葡聚糖
白色念珠菌细胞壁成分B-葡聚糖已被广泛研究其诱导先天免疫细胞表观遗传和功能重编程的能力，这是一种称为训练有素的免疫。我们表明，来自酿酒酵母的两种单独的B-葡萄糖的高复杂性具有强大的生物活性，从而增强了人类原代单核细胞的训练有素的先天免疫反应。训练需要Dectin-1/CR3，TLR4和MMR受体，以及RAF-1，SYK和PI3K下游信号分子。通过激活多个受体和下游信号通路，该B-葡聚糖制剂的组成部分能够协同作用，从而在无关挑战的情况下引起强大的次要响应。在黑色素瘤和膀胱细胞癌的体内鼠模型中，对B-葡聚糖制剂进行的小鼠进行预处理导致肿瘤生长的显着降低。这些见解可能有助于基于B-葡聚糖结构的未来疗法开发，从而引起有效的训练有素的免疫反应。
开发生物传感器，用于检测酿酒酵母中苯甲酸衍生物
4-羟基苯甲酸（PHBA）是粘酸和液晶聚合物的重要工业前体，其生产基于石化工业。为了减少我们对化石燃料的依赖并提高可持续性，微生物工程是一种更具吸引力的方法，用于替代传统的化学技术。但是，微生物菌株的优化仍然受筛选阶段的高度限制。生物传感器通过减少筛选时间并实现更高的吞吐量来帮助减轻这一问题。在本文中，我们构建了一个名为SBAD的合成生物传感器，由R. palustris的HBAR的PHBA结合结构域组成，N-terminus的Lexa DNA结合结构域和C-Terminus的反式激活域B112。在存在不同的苯甲酸衍生物的情况下测试了SBAD的响应，并通过流量细胞仪测量细胞荧光输出。除了其他羧酸（包括P-氨基苯甲酸），水杨酸，蒽，阿司匹林和苯甲酸在内的其他羧酸之外，还发现了生物传感器通过培养基中外部添加PHBA激活。此外，我们能够证明该生物传感器可以检测到遗传修饰的酵母菌菌株中PHBA的体内产生。在生物传感器荧光和PHBA浓度之间观察到了良好的线性。因此，该生物传感器将非常适合作为高吞吐量筛选工具，可通过代谢工程生产苯甲酸衍生物。
酿酒酵母食品的强大功能...
抽象的酿酒酵母是最早的驯化真菌，深入研究了真菌。当用于食品发酵时，酿酒酵母对产品的质量，风味和香气有重要影响。未来的发展将集中于增强风味多样性，提高生产效率，可持续性和产品一致性，并通过使用先进技术来提高发酵特性。糖疗法是合成生物学研究的理想底物，通常用于乳酸，萜烯，类固醇，疫苗等的生产，有助于降低生产成本，缩短生产周期，提高生产能力，并具有非常广泛的应用程序前景。此外，在环境保护领域，生物燃料乙醇是具有能源和环境安全潜力的有前途且受欢迎的燃料之一。然而，使用木质纤维素生物量作为产生生物燃料乙醇的酿酒酵母面临着重大挑战。
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。
酿酒酵母生物量生产的生态，生物学和生物技术方面
*对应作者的电子邮件：b.yelikbayev@satbayev.university摘要贝克的酵母酵母酿酒酵母，属于Ascomycota酵母类型，并且是厌食症，在生态和进化生物学，生物学生物学，生物学和工业杂种中，尤其是疗养的生态学和进化生物学和工业生物学，尤其是Intivestions in in in trow the Intives in to in to anaerobic。S。酿酒酵母在糖含量较高的底物上生长，并且是面粉和糖果产品中的重要成分。这项研究揭示了贝克酵母菌酿酒酵母的基本和应用生物学，并揭示了用营养富集甜菜糖蜜的技术方法，以提高生物量的产量。如今，如研究所示，富含营养的甜菜糖蜜的技术方法具有不同的溶液。在酿酒酵母生物量生产的技术中，使用了二倍体细胞的群体，因为与单倍体细胞相比，它们在遗传上更稳定，其特征是更快，更活跃的代谢和更大的大小。关键词：酿酒酵母，贝克酵母的生物化学，碳代谢，培养，糖蜜，生物量，生态学。文章类型：评论文章。
为利用 C5 糖而设计的工业酿酒酵母菌株在长期发酵过程中的基因组和代谢不稳定性
生产菌株的遗传稳定性和代谢稳健性是通过工业规模微生物发酵生产生物基产品的关键标准之一。本文在一种工业乙醇生产菌株酿酒酵母中探索了这些标准，该菌株能够通过染色体整合几个关键基因拷贝来共同发酵 D-木糖和 L-阿拉伯糖与葡萄糖，从而利用这些戊糖 (C5) 糖。在模拟工业环境中长期发酵的受控生物反应器中使用批量顺序培养，发现该菌株早在第 50 代及以后就表现出 D-木糖和 L-阿拉伯糖消耗的显著波动。这些波动似乎与在整个连续批量培养中出现的频率低于 1.5% 的少数低消耗 C5 糖克隆无关，这是由于编码 C5 糖同化酶的转基因拷贝数减少造成的。此外，富含低或高 RAD52 表达的亚群（其表达水平据报道与同源重组率成正比）未表现出 C5 糖同化缺陷，这表明其他机制可能是造成转基因拷贝数变异的原因。总体而言，这项研究强调了工业酵母中存在遗传和代谢不稳定性，尽管在我们的条件下这种不稳定性并不大，但在更恶劣的工业条件下可能会更加有害，从而导致生产性能下降。
氮酶辅因子生物合成，使用在酿酒酵母的线粒体中产生的蛋白质
抽象的生物氮固定，惰性N 2向代谢可触发的NH 3的转化仅由某些称为重18zotrophs的微生物进行，并由氮酶催化。a [7fe-9s-c-mo- r- homocitrate] - cofactor（指定为femo-CO）提供了催化位点，用于降低mo依赖性氮酶的n 2。因此，在模型真核生物（例如酿酒酵母）中实现FEAMO-CO形成，这是使它们具有MO依赖性生物氮固定能力的重要里程碑。femo-CO组装中的中心播放器是脚手架蛋白Nifen，在该蛋白质中，NIFB的[8FE-9S-C]前体的nifb-Co处理。先前的工作确定可以在酿酒酵母线粒体中产生NIFB-CO。在当前的工作中，在酿酒酵母中表达了来自不同重18zotrophs的Nifen基因的库，针对线粒体，并针对产生可溶性硝基蛋白质复合物的能力进行了调查。许多这样的nifen变体在重生A. vinelandii中异源产生时，都支持FEMO-CO形成。然而，其中只有三个以可溶性形式积聚在有氧培养的酿酒酵母的线粒体中。在体外FEAM-CO合成测定中有两个变体活跃。Nifen，Nifb和NIFH蛋白（所有这些物种都从酿酒酵母线粒体中产生并纯化），以建立成功的FEMO-CO生物合成途径。这些发现表明，将各种种间氮酶Feemo-CO组件组件结合在一起可能是一种有效的，也许是实现和优化真核眼球生物体中氮固定的唯一方法。
NEM1-SPO7/PAH1磷酸酶级联酶级别需要酿酒酵母Spo7 spo7的基本尾巴，脂质合成
酿酒酵母NEM1 - Spo7蛋白质磷酸酶复合物脱磷酸化，从而在核/内质网膜上激活PAH1。pah1，一种磷酸磷酸酶，催化磷酸化磷酸化以产生二酰基甘油，是脂质代谢中最高度调节的酶之一。在脂质磷酸酶反应中产生的二酰甘油醇用于合成储存在脂质滴剂中的三酰基甘油。NEM1 - SPO7/PAH1磷酸酶级联反应的破坏会导致过多的生理缺陷。spo7是NEM1 - SPO7复合物的调节亚基，是NEM1催化功能所需的，并且与PAH1的酸性尾巴相互作用。SPO7包含三个保守的同源区（CR1 - 3），对于与NEM1相互作用很重要，但其与PAH1相互作用的区域尚不清楚。Here, by deletion and site-speci fi c mutational analyses of Spo7, we revealed that the C-terminal basic tail (residues 240-259) containing fi ve argi- nine and two lysine residues is important for the Nem1 – Spo7 complex – mediated dephosphorylation of Pah1 and its cellular function (triacylglycerol synthesis, lipid droplet formation, maintenance of核/内质网膜形态和温度升高时的细胞生长）。合成肽的戊二醛交联分析表明，Spo7碱性尾巴与PAH1酸性尾巴相互作用。这项工作使我们对酵母脂质合成中SPO7功能和NEM1 - SPO7/PAH1磷酸酶级联的理解促进了我们的理解。
酿酒酵母表达系统代谢调控的先进技术和新进展展望
酿酒酵母是广泛使用的生物合成系统之一，用于生产各种生物产品，尤其是生物治疗药物和重组蛋白。由于外来基因的表达和插入总是受到酿酒酵母内源性因素和非生产性程序的阻碍，因此已经开发出各种技术来增强转录的强度和效率并促进基因编辑程序。因此，阻碍异源蛋白质分泌的限制已经得到克服。已经开发出负责转录起始和精确调控表达的高效启动子，这些启动子可以通过合成启动子和双启动子表达系统进行精确调控。适当的密码子优化和协调以适应酿酒酵母的基因组密码子丰度有望进一步提高转录和翻译效率。通过将专门设计的信号肽与上游外源基因融合，可以实现高效、准确的转运，从而促进新合成的蛋白质的分泌。除了广泛应用的启动子工程技术和明确的内质网分泌途径机制外，创新的基因组编辑技术 CRISPR/Cas（成簇的规律间隔的短回文重复序列/CRISPR 相关系统）及其衍生工具可以更精确、更有效地进行基因破坏、定点突变和外源基因插入。本综述重点介绍为精确调控酿酒酵母表达系统的代谢而开发的复杂工程技术和新兴遗传技术。