第一种形式是在Acetyl-CoA为出发点 , 通过甲瓦龙酸来制造IPP 。这就摆脱了大肠杆菌本来的G3P以及乙酰甲酸为前身制造的异戊二烯焦磷酸方式 , 能够使细胞代谢经过新方式形成异戊二烯焦磷酸分子 , 为下游制造方式供应足够多的底物分子 。第二个形式就是从C5的异戊二烯焦磷酸为出发点 , 通过异戊二烯链拉长方式形成C15的FPP , 最后在ADS酶的功用下制造青蒿二烯 , 最高形成量能够达到一百二十二毫克每升 。上下游模式都是来源于真核生物中的代谢方式 , 把其密码改善同时从新构筑在原核生物大肠杆菌内 , 同时胜利制造想要得到的物品 , 开拓了制造生物的新方式 。
2006年 , Keasling小组又以酵母菌为宿主 , 通过对内源的乙酰辅酶A到FPP途径的关键基因进行上调或下调 , 同时引入基因优化过的外源模块 , 成功实现了产物青蒿二烯产量的稳步提高 。对内源基因上调的方式有两种 , 其一是增加基因拷贝数 , 如tHMGR酶的基因 , 其二是通过转录因子来上调基因表达量 , 如ERG系列的基因 。对内源基因的下调则是采用基因敲除的方法。
通过对合成路径涉及基因的一系列微调 , 使产量达到153mg?L-1 , 是以往报道的二烯类分子产量的500倍 。在此基础上 , 研究小组又设计了人工蛋白支架(synthetic protein scaffolds) , 对大肠杆菌内已构建的上游模块:从乙酰辅酶A到甲羟戊酸的合成途径进行了优化 。三个反应酶AtoB , HMGS , tHMGR通过蛋白支架以不同分子数比例捆绑在一起发挥作用 , 解决了中间代谢物积累造成的合成效率降低以及对宿主的毒副作用问题 。
具体机理是将高等动物细胞中的配体受体作用关系引入到大肠杆菌中 , 将配体分子的基因序列与模块中的反应酶基因融合表达 , 从而将受体分子以不同分子数连成一串 , 构成柔性支架 。由于脚手架内各个受体分子间由一定长度的多肽连接 , 就避免了因多个配体受体结合造成的空间位阻问题 。在反复实验与调试后 , 研究小组发现三个酶分子以1:2:2的比例连在一起作用效果最强 , 产量达初始值的77倍 , 约5mmol?I-1(740mg?L-1) 。随着后期工业化发酵 , 研究小组又发现来自酵母的外源基因HMGS和tHMGR表达的酶不足以平衡外源代谢流 , 成为瓶颈反应 。
他们以金黄葡萄菌中的相关酶基因进行替换后 , 青蒿二烯产量立刻增加一倍 。通过与工业发酵过程优化的结合 , 作为工业产品的青蒿二烯最终产量高达27.4g?L-
1.?合成生物学成功用于重要药物的合成 , 引起了广泛关注 。
2 紫杉二烯的生物合成Gregory Stephanopoulos的科研组织在二零一零年时在大肠杆菌中胜利完成了抵抗癌症药物的前身紫杉二烯物质的合成 。这是在这个科研小组在萜类生物代谢方法和大肠杆菌细胞细微调节的长时间探索中获取的成效 。科学组织把内在的过氧化二碳酸二异丙酯合成方式定位上游模式 , 把之后合成紫杉二烯的方式定位成下游模式 , 其作业也关键聚合在怎样对上下游模式开展微调 。因为假如只顾上游 , 肯定会导致中间代谢物的消耗 , 并且形成中间障碍;但是如果下游经过量太多就会浪费很多的酶分子 , 增加了细胞表述负荷 。
研究小组采用改变质粒拷贝数和启动子强度的方法对上下游通量的比例进行了微调 。通过对已有文献的整合以及自己的测试工作 , 研究小组确定了三种质粒pSCl01 , p15A , pBR322的拷贝数分别urNorphadicnc为5 , 10 , 20 , 而整合入基因组中的基因拷贝数相当于
1.?三种启动子Trc , T5 , T7的相对强度分别为1 , 2 ,
5.?
通过这几种质粒和启动子的组合 , 使上下游模块的通量比例发生变化 , 再检铡含有不同通量比例的细胞内的产物产量 。在此过程中 , 模块内部基因是单顺反子还是多顺反子表达形式也影响产量变化 , 即多个基因是在一个启动子后表达还 。
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海洋生物来源药物先导化合物的研究进展【摘要】海洋生物中活性物质丰富 , 本篇文章对国内外近3年来从海洋生物中分离提取到的萜类化合物以及糖苷类化合物进行了归纳 , 并对其研究趋势进行了展望 。这些新发现的萜类化合物广泛分布于海藻、珊瑚、海绵以及一些海洋真菌等海洋生物中 , 主要以单萜、倍半萜、二萜、三萜结构型式存在;而糖苷类化合物在海藻、海绵、海参、海星等海洋生物中发现大部分以糖苷脂、甾体糖苷、萜类糖苷型式存在 。
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