基因工程课程内容的更新与教学方法的反思

基因工程课程是生物工程、生物技术和生物制药等专业的必修课,包括基因操作原理与基因工程实践两部分内容。它为分子生物学研究提供技术支持,为工程应用提供理论指导。随着DNA合成与测序技术的发展以及新型DNA组装与编辑技术的兴起,基因工程的概念持续升级,基因工程的课程内容和教学方法都需要进行相应的更新与改革。本文就此内容展开论述。     

微生物法生产丙酮酸的代谢工程研究进展

丙酮酸是细胞代谢的关键中间产物,为多种氨基酸、油脂、生物碱类、萜类的合成前体,现已广泛应用于食品、医药、化工等领域,市场需求日益增加.丙酮酸可以通过化学合成法、生物催化转化法及微生物发酵法生产.其中微生物发酵法具有原料廉价易得、环境污染小、产物纯度高等优点.文章系统分析了微生物中丙酮酸的生物合成途径和代谢调控,综述了代...     

微生物次级代谢产物生物合成基因簇与药物创新

微生物产生众多结构和生物活性多样的次级代谢产物，其生物合成基因簇的克隆是药物创新和产量提高的必要前提。迄今为止已有超过150种生物合成基因簇通过各种方式被克隆，并被用于组合生物合成、体外糖类随机化、代谢工程的定向改造。我们研究室已经克隆并测定了氨基糖苷类井冈霉索／有效霉索、多烯类抗生素FR-008／克念菌索、聚醚类南昌霉索、聚酮类梅岭霉索、杂合聚酮一多肽类略唑霉索等生物合成基因簇。深入的基因功能分析揭示了他们独特的生物合成途径和调节机理，为正在进行的组合生物合成结构改造和代谢工程产量提高奠定了基础。     

木质素次生代谢工程的研究概况和进展

目的介绍木质素次生代谢工程的研究概况和进展。方法通过查阅文献,对木质素结构、生源合成、系统生物学和调控新策略等方面的进展作一综述。结果和结论木质素是酚类多聚体,是维管植物细胞壁的重要组成成分。木质素单体的次生代谢途径已经被阐明,木质素单体的种类及比例可以被基因工程手段调控。     

托品烷类生物碱生物合成分子生物学与代谢工程

莨菪碱和东莨菪碱属于托品烷类生物碱,是重要的抗胆碱类药物。托品烷类生物碱生物合成分子生物学和代谢工程一直是植物次生代谢工程研究的热点。随着植物功能基因组学和代谢组学的发展,托品烷类生物碱生物合成研究取得重要进展。重点对托品烷类生物碱生物合成途径、功能基因和代谢工程研究进展进行综述,并对可能存在的问题以及应用前景进行展望。     

植物生物碱合成代谢工程:功能基因组途径

介绍萜类吲哚和莨菪烷的最新研究进展,以及基于探究药用植物的合成途径所开发的新型技术平台。在功能基因的基础上,此方法已被用于标注生物碱途径的基因,并且揭示了"组合生物化学"是如何用于创造全新的植物来源化合物的。更为重要的是,这一重大技术突破可以被用于任何种类的药用植物,用于产业化生产化学方法合成困难的化学分子药物。了解更多代谢合成和调节,对于提高植物次生代谢物生产的效率和维持起至关重要的作用。     

千里光橙花叔醇合酶SsNES的功能鉴定北大核心CSCD

通过对千里光转录组数据筛选得到一个较短的萜类合酶基因。对其进行系统进化树和序列比对分析,初步确定为一个橙花叔醇合酶,命名为SsNES (GenBank登录号MH518312)。通过蛋白同源建模表明SsNES虽然序列较短,但具有完整的保守功能域,并且能正确折叠。通过对该基因的克隆,原核表达载体的构建,成功在大肠杆菌中表达出可溶性蛋白;用大肠杆菌代谢工程鉴定SsNES的体外催化功能,结果表明SsNES可以催化反式法尼烯焦磷酸(FPP)生成反式橙花叔醇。在千里光茎叶的提取物中也检测到反式橙花叔醇,表明该基因作为橙花叔醇合酶在千里光中行使功能;通过RT-PCR表达模式的分析,SsNES在茎中表达最高,其次是花、叶,在根中不表达;在水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、丙甲菌素(Ala)的处理后该基因均能在6 h时就被诱导表达,表明该基因可能参与到千里光应对胁迫响应的防御过程中。SsNES生化功能的鉴定不仅为倍半萜合酶的研究提供多样性,也解析了千里光中橙花叔醇的生物合成,为千里光萜类化合物介导的病虫害防御提供理论基础。     

基因工程在L-色氨酸生产中的应用研究进展

尽管L-色氨酸的生产已取得诸多进展，但由于其合成代谢途径长、调控复杂，故一直未能达到工业化生产的要求。本文主要概述近年来通过构建色氨酸合成酶和色氨酸酶基因工程菌株与酶法相结合来生产L-色氨酸方面的进展及其局限性，并从增加前体物质代谢流、限速酶量和消除途径抑制因素等方面着重论述第三代基因工程——代谢工程在L-色氨酸生产方面的研究状况，指出代谢工程育种为今后色氨酸育种的主要方向。     

植物转基因发根的研究方向和应用

利用发根农杆菌转化药用植物建立发根培养体系,以其独有的优势可以大规模生产次生代谢物,有效解决天然植化产品资源短缺的问题。同时诱发植物产生毛状根的质粒(Ri质粒)还是植物基因工程理想的载体,可将抗虫、抗病基因或植物次生代谢物合成关键酶基因,进一步整合到植物宿主基因组并得到表达,从而达到改良植物性状、提高次生代谢物含量的目的。转基因发根培养体系的建立为进一步利用遗传代谢工程手段调控植物次生代谢物含量和进行药用活性成分的工业化生产奠定了基础。本文综述了该领域的最新研究进展和相关应用。