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合成生物学
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改善甲酸利用微生物细胞生长的关键方法
(a)实验室适应性进化;(b)强化甲酸营养型微生物的细胞生长;(c)提高微生物协同利用甲酸的能力
提高甲酸同化效率的关键方法
(a)优化路径基因;(b)路径关键酶改造;(c)阻断竞争路径;(d)辅因子再生;(e)模块化工程(FDH—甲酸脱氢酶;H
int
—H蛋白的氨甲基化形式;H
ox
—H蛋白的氧化形式;H
red
—H蛋白的还原形式;TCA cycle—三羧酸循环;THF—四氢叶酸)
人工设计甲酸利用路径
(a)甲醛酶途径;(b)合成乙酰辅酶A途径(Acdh—乙醛脱氢酶;Acs—乙酰辅酶A合成酶;Acps—乙酰磷酸合成酶;Dhak—二羟基丙酮激酶;Fls—甲醛酶;Gals—乙醇醛合成酶;Pta—磷酸转乙酰酶;绿色底色的化合物为路径底物,粉色底色的化合物为路径产物)
rTHF-rgcv途径的路径酶来源
重构优化甲酸利用路径
(a)重构的卡尔文循环;(b)改良的丝氨酸循环;(c)高丝氨酸循环;(d)重组 THF 循环-反向甘氨酸裂解途径(Acdh—乙醛脱氢酶;Acs—乙酰辅酶A合成酶;Agt—丙氨酸-乙醛酸转氨酶;CA—碳酸酐酶;Faldh—甲醛脱氢酶;Fch—次甲基四氢叶酸环水解酶;Fdh—甲酸脱氢酶;Fthfl—甲酸四氢叶酸连接酶;Ftl—甲酸四氢叶酸连接酶;GCS—甘氨酸裂解系统;Gldh—谷氨酸脱氢酶;GlyA—丝氨酸羟甲基转移酶;Gpt—谷氨酸-丙酮酸转氨酶;Hal—HOB醛缩酶;Hat—HOB转氨酶;Hsk—高丝氨酸激酶;Lta—苏氨酸醛缩酶;Madh—苹果酸脱氢酶;Mcl—苹果酰辅酶A裂解酶;Medh—甲醇脱氢酶;Mtd—亚甲基四氢叶酸脱氢酶;Mthfs—5,10-亚甲基四氢叶酸合成酶;Mtk—苹果酸硫激酶;Oxidative PPP—氧化戊糖磷酸途径;Pfk—磷酸果糖激酶;Ppc—PEP羧化酶;Pps—PEP合成酶;Prk—磷酸核酮糖激酶;Rubisco—核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶;Sal—丝氨酸醛缩酶;Sda—丝氨酸脱氨酶;THF—四氢叶酸;Ts—苏氨酸合成酶;Zwf—6-磷酸葡萄糖脱氢酶;绿色底色的化合物为路径底物,粉色底色的化合物为路径产物)
天然甲酸利用路径
(a)还原性磷酸戊糖循环;(b)丝氨酸循环;(c)还原性乙酰辅酶A途径;(d)还原性甘氨酸途径(Ack—乙酸激酶;Acs—乙酰辅酶A合成酶;COdh—CO脱氢酶;CoFeSP—钴铁硫蛋白;Eno—烯醇化酶;Fch—次甲基四氢叶酸环水解酶;Fdh—甲酸脱氢酶;Ftl—甲酸四氢叶酸连接酶;Fts—甲酰四氢叶酸合成酶;Gapdh—3-磷酸甘油醛脱氢酶;GCS—甘氨酸裂解系统;Gk—甘油酸激酶;GlyA—丝氨酸羟甲基转移酶;GR—甘氨酸还原酶复合体;Hpr—羟基丙酮还原酶;Madh—苹果酸脱氢酶;Mcl—苹果酰辅酶 A 裂解酶;Metr—甲基转移酶;Mtd—亚甲基四氢叶酸脱氢酶;Mtk—苹果酸裂解酶;Mtr—亚甲基四氢叶酸还原酶;PFOR—丙酮酸铁氧还蛋白氧化还原酶;Pgk—磷酸甘油酸激酶;Ppc—PEP羧化酶;Prk—磷酸核酮糖激酶;Rubisco—核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶;Sda—丝氨酸脱氨酶;Sgt—丝氨酸-乙醛酸转氨酶;THF—四氢叶酸;绿色底色的化合物为路径底物,粉色底色的化合物为路径产物)
代谢工程改造的微生物
代谢工程改造的微生物
(a)大肠杆菌
[
56
]
;(b)酿酒酵母;(c)巴斯德毕赤酵母;(d)恶臭假单胞菌(P
AOX1
—醇氧化酶启动子;THF—四氢叶酸)
天然甲酸利用微生物
天然甲酸利用微生物
(a)产乙酸菌;(b)产甲烷菌;(c)硫酸盐还原菌;(d)甲基杆菌;(e)还原性磷酸戊糖循环依赖型微生物(CBB cycle—Calvin-Benson-Bassham循环;THF—四氢叶酸;THMPT—四氢甲基蝶呤)
不同表达体系生产胶原蛋白成本及优缺点
不同表达体系产生胶原蛋白含量及种类
胶原蛋白合成机制图
[
26
,
41
]
(首先胶原蛋白 α 链经内质网中P4H酶以及LH酶的作用下实现羟基化,随后,三条胶原蛋白 α 单链的C端前肽在内质网膜凝集素样分子伴侣、钙联蛋白和内质网氧化还原酶PDI的协同作用下形成二硫键。HSP47能有效防止前胶原蛋白局部展开和聚集形成。最后,前胶原蛋白经高尔基体运送至细胞质基质利用N端酶与C端酶将多余N端与C端进行切除,形成完整的胶原蛋白结构。符号:P—脯氨酸残基;K—赖氨酸残基;P4H—脯氨酰4-羟化酶;LH—赖氨酰羟化酶;P3H1—脯氨酰3-羟化酶;HSP47—热休克蛋白47;PDI—二硫异构酶;FKPB65—免疫亲蛋白;PNP—原胶原N端酶;PCP—原胶原C端酶)
胶原蛋白类型、分布及功能
[
23
,
30
]
胶原蛋白结构
[
20
]
(胶原蛋白一级结构展示了胶原蛋白主要由脯氨酸、甘氨酸以及羟脯氨酸等氨基酸构成;二级结构则展示了脯氨酸、甘氨酸以及羟脯氨酸等氨基酸通过α螺旋使胶原蛋白二级结构趋于稳定;三级结构展示了三条α链经过左手螺旋构象形成原胶原。)
基于FlowRACS单细胞拉曼表型检测分选的应用
基于FlowRACS的单细胞拉曼表型检测分选装备及分选流程
基于EasySort的单细胞拉曼表型检测分选装备及分选流程
基于RACS-Seq的单细胞拉曼分选应用
基于RACS-Seq的单细胞拉曼表型检测分选装备及分选流程
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