摘要：维生素K2(VK2)作为2-甲基-1,4-萘醌(简称甲萘醌)家族的衍生物,在预防骨质疏松和心血管钙化方面发挥着重要作用,随着其市场需求的日益增加,实现VK2产业化并降低生产成本成为大家关注的焦点。首先概述了VK2传统发酵工艺现状及面临的问题,之后详细分析了VK2生物合成途径及其基因工程改造策略,可以将枯草芽孢杆菌产量提高至1549.6 mg·L^(-1),产量是传统发酵菌株的7倍以上。此外,还围绕合成途径中经典甲萘醌骨架合成酶的功能及其蛋白结构进行汇总分析,通过对酶的蛋白结构、催化特异性和机理进行分析,揭示各个功能酶在VK2合成途径中发挥的作用及其内在关系。最后从合成生物学技术发展角度对VK2途径设计、构建与应用进行了展望,为提升VK2工业化产量提供理论参考。

摘要：细胞色素P450酶分布广泛,主要参与生物体外源物质代谢与天然产物生物合成,能以结构多样的有机化合物作为底物催化多种类型的化学反应.P450酶可在温和条件下实现底物分子中C—H键的选择性氧化,因而在精细化学品、化学中间体及药物分子的生产上具有很高的实用价值及多年的应用历史.随着蛋白质工程、氧化还原伴侣工程、底物工程、代谢工程与合成生物学的发展,目前已可初步实现根据反应需求来理性设计或定向进化改造P450酶催化系统来高效催化多种有机反应,拓宽了P450酶在生物合成与有机合成反应中的应用范围.总结了近年来由细胞色素P450酶参与催化的主要反应类型,归纳了拓宽P450酶催化反应类型、提高催化活性和选择性的一些重要策略,并对未来P450酶在生物合成及有机合成反应中的应用发展前景和挑战进行了展望.

摘要：对三孢布拉氏霉菌生物合成β-胡萝卜素的发酵条件进行了研究。在一系列单因素试验的基础上,初步得到β-胡萝卜素合成的发酵条件,分析了各因素对β-胡萝卜素产量及发酵生物量进行了分析。经正交设计优化后,得到三孢布拉氏霉菌的最佳发酵条件为:发酵温度为28℃,初始pH为7.0,正负菌种接种比例1:1,接种量为6%,发酵时间为156～162h,种龄42h,在此优化的发酵条件下,三孢布拉氏霉菌的β-胡萝卜素产量为772.47mg/L,比优化前提高了117.3%。

摘要：本文采用优化设计方法研究金属离子在红霉素生物合成中的交互作用,应用两水平因子设计和响应面设计,以最终发酵液的生物效价为目标函数建立模型,通过软件分析得出优化结果：钼酸钠0．046lg/100ml；硫酸锌0．004g/100ml；氯化锰0．0133g/100ml；硫酸镁0．0866g/100ml；氯化钙0．0293g/100ml。按优化方案向发酵液中添加所选定的金属盐,可使最终发酵液的生物效价由对照样品的6115u/ml,提高到条件样品的7985u/ml,在一定程度上实现了红霉素生产的优化。

摘要：无机纳米粒子的生物合成是指利用自然界中细菌、放线菌和真菌等微生物或一些高等植物在常温、常压下合成无机纳米粒子,不需使用有毒化学原料或不产生有毒副产品。该方法不仅是一种绿色的、环境友好的新型纳米材料合成策略,而且对深入了解生物矿化机理以及从理论上指导先进功能材料的设计和合成具有重要意义,因此近年来受到了化学、材料、生物科学等领域研究者的广泛关注。本文根据纳米粒子组成,分别综述了国内外利用生物体合成金属、硫化物和氧化物等无机纳米粒子的研究进展,重点讨论了生物合成的机理。结果表明:生物合成的无机纳米粒子具有尺寸分布窄、稳定性高、生物相容性好、产率高和成本低等优点;为了适应高金属离子浓度的外界环境,生物体往往通过吸附、还原或沉淀、累积或排出等一系列生化过程改变金属离子的溶解性和毒性,从而导致无机纳米粒子的形成;合成无机纳米粒子后,微生物通常仍具有繁殖能力,表明这些微生物可以被用于生产无机纳米粒子的生物工厂。然而,生物合成无机纳米粒子涉及到的生理过程非常复杂,微生物种类繁多,不同种类之间的差异也非常大。因此,在阐释生物合成机理、拓展纳米材料的种类和形貌、纳米粒子的后处理和应用等问题上仍需进一步深入研究。

摘要：在四环素类化合物SF2575的生物合成中, 4-keto-anhydrotetracycline (4-keto-ATC, 2)中C-4的羰基先由Ssf F还原为羟基得到(R)-4-hydroxyl-ATC (7), 7经过一系列修饰可以得到最终化合物.在之前的研究中,发现基因簇tjh介导了一系列新型四环素类化合物的产生,而且在ΔtjhO5::2R突变株中得到了三个骨架结构与7类似但C-4构型为S构型的化合物.生物信息学分析显示TjhD2与SsfF同源性较高,它们可能有类似的功能.通过回补SF2575生物合成中编码C-4酮基还原酶的基因ssf F到ΔtjhD2突变株中,成功得到了两个新的四环素类化合物15和16.这两个化合物的C-4都发生了异构,且化合物15是16的苷元.该组合生物合成策略不仅成功获得了两个新的四环素类似物,同时也证实了tjhD2的功能.虽然SsfF和TjhD2在体内展现类似的催化功能,但其得到的产物构型却相反.这一结果可以应用到四环素类化合物的改造,同时也为进一步探寻酮基还原酶立体选择性还原的机制奠定了基础.

摘要：采用优化设计方法研究金属离子在林可链霉菌(Streptomyces lincolnensis)林可霉素生物合成中的交互作用,并应用均匀设计法,以最终发酵液的生物效价为目标函数建立模型,通过软件Uniform Design Version 3.00分析得出优化配比:FeSO4.7H2O 0.45g/L,CuSO4.5H2O 1g/L,MnCl21g/L;按优化方案添加金属离子,使发酵液的最终生物效价较原配方提高20%,明显提高了林可霉素的发酵水平。

摘要：Avermectin是一族由Streptomycesavermitilis产生的主要用于抗动物、农业植物寄生虫及人类感染的寄生虫的抗生素,是聚酮体衍生而来的十六元五环内酯与甲基化L-齐墩果糖链接而成的化合物。生物合成阻断突变株的研究分析avermectin基因簇的确认使得搞清生物合成途径成为可能,近年***的基因组序列测定,对于我们阐明生物合成精确的先后次序及复杂的生物合成调控机理有很大的帮助。利用***基因组的信息,结合近年来组合生物合成的发展,阐明生物合成途径,使我们能够设计更有效的avermectin类似物以及构建***更有效的重要组分表达宿主。

摘要：在合成培养基中利用林可链霉菌发酵生产林可霉素。当向培养基中加入生物素和氨基酸时,林可霉素的产量受到很大影响。本研究中首先采用两水平因子设计法筛选出6个显著影响因子,即生物素、谷氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸和酪氨酸;然后采用中心组合设计法,得到上述6因子的优化含量分别为30μg/L、100.5、83、29、117.5和58.5mg/L;最后在摇瓶中进行验证实验,优化条件下发酵液的生物效价为2116μg/ml;对照样品I(培养基中无生物素和氨基酸)和II(培养基中按原配方加入6个显著影响因子)的生物效价分别为893和1481μg/ml,与样品I和II比较,生物效价分别提高136.62%和42.88%。

摘要：利用静息细胞法研究了影响西索米星 (SISO)生物合成的因素 ,设计并建立了静息细胞培养系统 ,筛选了培养基配方及其最适 p H,确定种龄为 30 h,培养时间为 2 0 h。研究发现 ,甲硫氨酸、磷酸盐能明显促进 SISO的合成 ,适宜的浓度分别为 0 .1%和 0 .0 3% ,SISO的合成从培养后 30 h开始。