摘要：本文首先论述了代谢工程的代谢网络理论、代谢分析、节点分析和中心代谢物作用机理等代谢工程理论基础。然后 ,分析了代谢工程的各种具体设计思路 ,并以实际例子作了详细说明。另外还对代谢工程的新兴研究方向———逆代谢工程进行了简单说明。

摘要：芳香族化合物广泛应用于化学工业。利用代谢工程改造微生物生产各种芳香族化合物越来越受到人们的关注。通过理性改造,微生物可以定向地大量积累人们需要的各种芳香族化合物。此外,通过设计新的反应途径并引入外源基因,可以拓宽微生物生物合成的产物谱,获得某些具有重要应用价值的新的芳香族化合物。这些研究成果对解决化石能源危机和环境可持续发展问题具有积极意义。本文中,笔者主要对近年来微生物生产各种芳香族化合物的最新研究进展及相应的代谢工程改造策略进行综述,为开展相关研究提供参考。

摘要：代谢工程(Metabolic Engineering),亦称途径工程(Pathway Engineering),是一门利用分子生物学原理系统地分析细胞代谢网络,并通过DNA重组技术合理设计细胞代谢途径及遗传修饰,进而完成细胞特性改造的应用性学科。代谢工程综合了生物化学、化学工程、数学分析等多学科内容,是当前国内外学者研究热点之一。论述了代谢工程的发展过程、基本原理及特点以及该项技术在微生物育种的最新应用进展,并展望了未来发展前景。

摘要：代谢工程 (MetabolicEngineering) ,亦称途径工程 (PathwayEngineering)和代谢设计 (MetabolicDesign) ,是一门利用分子生物学原理系统分析细胞代谢网络、并通过DNA重组技术合理设计细胞代谢途径及遗传修饰 ,进而完成细胞特性改造的应用性学科。鉴于它涉及到多基因的联合协同表达控制机制 ,与传统的蛋白多肽单基因表达 (第一代基因工程 )以及基因定向突变 (第二代基因工程 )已有显著区别 ,故作者将之看作为第三代基因工程。

摘要：代谢工程是利用分子生物学原理系统分析细胞代谢网络,并通过DNA重组技术和应用分析生物学相关的遗传学手段对细胞进行有精确目标的基因操作,改变微生物原有的代谢或调节系统,实现目的产物代谢活性的提高。代谢工程综合了生物化学、化学工程、数学分析等多学科内容,是当前国内外学者研究热点之一。论述了微生物代谢工程的理论基础及其应用进展和前景。

摘要：综述了代谢工程在微生物和植物领域中的应用研究进展,包括代谢工程研究的目的、设计思路和基本研究程序;在微生物领域中的应用,如氨基酸、聚酮类抗生素、PHB等的生物合成,副产物乙酸合成的抑制,提高半乳糖的利用率等;在植物领域中的应用,如棉纤维品质的改进,紫杉醇生物合成等。

摘要：利用代谢工程方法生物合成目标产物时,需要为设计好的生物合成途径筛选一个合适的微生物宿主,关于此方面的研究在过去十几年中已取得了巨大的成果。随着代谢工程领域的发展,有很多先进的方法被不断地建立与应用,这就对微生物宿主细胞提出了更高的要求。近期的许多科学研究应用共培养体系来减轻细胞压力,从而提高目标产物的产量。模块化共培养体系由多种工程生物菌株组成,可对生物合成进行模块化构建。这种新兴的模块化共培养的工程方法可以广泛地应用于代谢工程领域,具有很高的应用价值。本文总结并讨论了模块化共培养工程方法的优势以及主要面临的挑战,同时对模块化共培养工程的研究进展进行了概述。

摘要：双乙酰是啤酒中的重要风味物质,也是影响啤酒成熟和质量的关键因素之一.以酵母细胞内双乙酰的代谢途径和微生物代谢工程为基础,通过分析细胞内双乙酰的代谢网络,设计合理的重组DNA--增加ILV5和ILV3基因拷贝数,提高缬氨酸生产通量;改变ILV2基因,降低双乙酰的前驱物质α-乙酰乳酸的生成;构建含α-乙酰乳酸脱羧酶(ALDC)基因的工程菌;在啤酒发酵过程中外加α-乙酰乳酸脱羧酶制剂--以此来降低或阻断双乙酰的生成,从而缩短啤酒的发酵周期.本文综述了啤酒酿造中双乙酰的微生物代谢工程调控的研究进展.

摘要：微生物细胞工厂作为一种可持续的生化反应器,被广泛应用于天然产物、药品、营养保健品等高附加值产物的生产中。为了使细胞工厂在生产过程中以最大的产量、产率和生产能力生产目标化合物,往往需要利用代谢工程方法对细胞工厂进行合理的改造和调控。以基因敲除和过表达为主要策略的静态调控不可避免地带来了细胞代谢流与能量流失衡、生长阻滞和毒性中间体积累等问题,限制了细胞工厂的生产能力、碳收率和产物产量。为了解决这一问题,构建调控元件并设计基因线路以精确调节物质流及能量流的动态调控策略被普遍应用于代谢工程领域,成为调控微生物细胞工厂的常用方法之一。本文依据不同动态调控策略的特点,将动态调控策略分为代谢物响应、群体感应响应、环境响应和蛋白质水平调控四种类型,重点介绍了各种调控元件的构建方法及其在代谢工程中的应用,分析了不同调控策略在工业化应用中面临的挑战。同时,指出了高通量筛选和蛋白质工程方法、计算机模拟和数学模型分析、耦合基因控制元件等方面的策略在解决动态调控工具响应阈值窄、调控范围有限等问题中的应用潜力。

摘要：应用基因工程技术对微生物细胞内的代谢通量进行重新设计,是获得高产高效的工业菌株的重要手段之一。基因敲除是20世纪80年代发展起来的一项重要的分子生物学技术,利用基因敲除技术可阻断细胞的代谢旁路,或通过引入突变位点改变目的产物的产量或质量而达到调节代谢流,优化代谢途径的目的。简单介绍了基因敲除技术的操作过程,重点讨论基因敲除技术的敲除策略及在微生物代谢工程方面的应用,并展望了相关技术在诸多领域的发展趋势。