检索结果-内蒙古大学图书馆

微生物学报 2023年第5期63卷 1787-1795页

作者：李涛许芷菁周宁一上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240

环境微生物作为自然界中主要的分解者蕴含着丰富的遗传和代谢多样性,在有机污染物降解中发挥着重要作用。药物被持续不断地释放到环境中,其环境暴露、环境风险和对人体健康的潜在影响已得到广泛关注。研究药物在环境中的微生物降解过程... 详细信息

环境微生物作为自然界中主要的分解者蕴含着丰富的遗传和代谢多样性,在有机污染物降解中发挥着重要作用。药物被持续不断地释放到环境中,其环境暴露、环境风险和对人体健康的潜在影响已得到广泛关注。研究药物在环境中的微生物降解过程对于药物的环境命运、药物的环境风险评估和药物污染去除技术的开发等具有重要价值。本文重点综述了目前环境中常检出药物的微生物降解途径及其分子机理,总结了目前药物微生物降解研究领域的进展,最后探讨了药物的微生物降解领域未来的研究趋势。

关键词：环境微生物生物降解新污染物药物

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拟无枝酸菌宿主构建及次级代谢基因簇异源表达

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华中农业大学学报 2022年第3期41卷 164-172页

作者：胡欣瑞贺卫军吕金王业民陶美凤上海交通大学微生物代谢国家重点实验室上海200030

为将生长快、发酵时间短、遗传操作便捷的稀有放线菌拟无枝酸菌TNS106开发成异源表达宿主,通过同源重组将内源的瑞斯托霉素生物合成关键基因rpsA替换为ΦC31和ΦBT1噬菌体细菌附着位点attB,清除代谢背景并引入整合位点,得到菌株HXR1;将... 详细信息

为将生长快、发酵时间短、遗传操作便捷的稀有放线菌拟无枝酸菌TNS106开发成异源表达宿主,通过同源重组将内源的瑞斯托霉素生物合成关键基因rpsA替换为ΦC31和ΦBT1噬菌体细菌附着位点attB,清除代谢背景并引入整合位点,得到菌株HXR1;将含有来自天蓝色链霉菌的放线紫红素基因簇或来自刺糖多孢菌的多杀菌素基因簇的质粒转到HXR1进行异源表达,检测发酵产物。结果显示,HXR1成功表达放线紫红素和多杀菌素;与红色糖多孢菌宿主LJ161相比,放线紫红素的产生提前1 d,产量提高1.3倍。拟无枝酸菌异源表达宿主HXR1可为从链霉菌和稀有放线菌中发现新的次级代谢产物提供有用的平台。

关键词：药物研发稀有放线菌拟无枝酸菌异源表达放线紫红素多杀菌素抗生素次级代谢产物

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甾药的微生物转化研究进展

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中国科学:化学 2025年第5期55卷 1203-1219页

作者：郑梦梦王佳佳瞿旭东上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海交通大学张江高等研究院

甾药作为继抗生素之后市场需求量最大的药物类型,具有重要的生物学功能,广泛应用于消炎、避孕、免疫调节、抗病毒以及心脑血管疾病等多个领域,是“刚需药”和“救命药”的重要组成部分.随着基因工程、代谢工程、酶工程、生物信息学和人... 详细信息

甾药作为继抗生素之后市场需求量最大的药物类型,具有重要的生物学功能,广泛应用于消炎、避孕、免疫调节、抗病毒以及心脑血管疾病等多个领域,是“刚需药”和“救命药”的重要组成部分.随着基因工程、代谢工程、酶工程、生物信息学和人工智能等技术的迅速发展,微生物转化天然甾体的研究得到了显著推进.这些技术的结合不仅促进了天然甾体代谢机制的深入解析,也加速了高效细胞工厂的构建.因此,甾醇微生物转化及甾药中间体的制备在近年来取得了显著进展.本文综述了微生物转化天然甾体过程中的碳链转换经典机制及最新研究进展,重点讨论了转化过程优化策略的重要性,并展望了未来在新型甾药中间体开发、细胞工厂构建及转化率提升方面面临的挑战与发展方向.

关键词：甾药侧链降解羟基化策略优化

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钙霉素聚酮链释放亚基蛋白性质优化及底物选择性

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微生物学报 2023年第1期63卷 194-205页

作者：李希希王嘉良曹卫李丹丹邓子新汪志军梁晶丹微生物代谢国家重点实验室、代谢与发育科学国际联合实验室、生命科学技术学院上海交通大学上海200240

【目的】钙霉素合成酶亚基CalA3释放钙霉素合成过程中的聚酮链。获得生物化学性质稳定、蛋白结构性质均一的CalA3蛋白,可用于冷冻电镜(cryo-electron microscopy)结构解析,以帮助理解装配线型聚酮合酶亚基释放聚酮链的生物化学机理。探... 详细信息

【目的】钙霉素合成酶亚基CalA3释放钙霉素合成过程中的聚酮链。获得生物化学性质稳定、蛋白结构性质均一的CalA3蛋白,可用于冷冻电镜(cryo-electron microscopy)结构解析,以帮助理解装配线型聚酮合酶亚基释放聚酮链的生物化学机理。探究CalA3对不同关键结构特征的聚酮链底物的选择性,可为制备CalA3与小分子化合物的复合物提供生化材料,同时也为进一步挖掘CalA3的成酰胺键的应用潜能提供借鉴。【方法】优化CalA3蛋白异源表达菌株的培养条件、CalA3蛋白纯化的生化条件,利用负染电镜观察蛋白形态,计算并分析蛋白质结构的性质;测定CalA3对不同结构的直链聚酮类似物的体外催化活性,利用色谱和质谱分析鉴定CalA3催化N-乙酰半胱氨酸-吡咯-2-丙酸(SNAC-C3)、N-乙酰半胱氨酸-戊酸(SNAC-C5)和月桂酰辅酶A等多种不同结构的直链聚酮底物类似物与3-羟基邻氨基苯甲酸(3-hydroxy anthranilic acid,3HA)反应的产物。【结果】利用优化后的培养基PGTY,不仅实现了高纯度巨型聚酮合酶CalA3超量异源表达,同时,负染电镜观察、计算分析表明蛋白颗粒的结构性质优异。使用该条件纯化获得的CalA3蛋白,可以用于制备冷冻电镜样品,进行结构解析。CalA3催化SNAC-C3、SNAC-C5与3HA发生氨解反应,未检测到CalA3对月桂酰辅酶A底物的催化活性。【结论】蛋白纯化和负染电镜结果显示,本研究成功建立了CalA3异源表达的大肠杆菌培养条件、蛋白纯化生化条件。体外催化实验结果表明CalA3对聚酮链底物的结构选择具有宽泛性。这些发现为进一步探究聚酮合酶的结构、功能及应用提供了一定的借鉴。

关键词：聚酮合酶培养基钙霉素合成酶CalA3 冷冻电镜底物特异性体外催化聚酮类似物结构鉴定

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合成生物学策略发现新型核糖体肽Xenopeptide

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科学通报 2024年第10期69卷 1361-1372页

作者：莫天录曾丹丹马溯泽贾一飞韩沅均丁伟张琪上海理工大学健康科学与工程学院上海200093 复旦大学化学系上海200433 上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240

S-腺苷甲硫氨酸自由基(rSAM)酶家族是目前已知的最大酶超家族之一,由22000多个成员组成.这些酶在大自然中广泛存在,被认为是地球上最早的生物催化剂之一.随着大量的微生物基因组信息被解析,分析显示,微生物中大量核糖体肽类天然产物的... 详细信息

S-腺苷甲硫氨酸自由基(rSAM)酶家族是目前已知的最大酶超家族之一,由22000多个成员组成.这些酶在大自然中广泛存在,被认为是地球上最早的生物催化剂之一.随着大量的微生物基因组信息被解析,分析显示,微生物中大量核糖体肽类天然产物的生物合成基因簇中含有rSAM酶;其中Xenorhabdus、Yersinia和Erwinia三个属的基因组中均含有一个高度保守的rSAM酶负责其相邻核糖体肽的前体修饰,此类前体肽和rSAM酶构成的XYE系统所合成的化合物鲜有报道.本研究合成一个来源于Xenorhabdus ***12.1的XYE系统的前体肽和rSAM修饰酶基因,在大肠杆菌中进行共表达,得到新型核糖体肽Xenopeptide,通过结构解析发现,rSAM酶XenB负责分子内2个碳碳键的形成.本研究为微生物中此类化合物的深度挖掘和合成生物学改造提供了理论支撑.

关键词： S-腺苷甲硫氨酸自由基酶核糖体肽翻译后修饰合成生物学

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DNA末端硫修饰依赖的体外大片段DNA连接法

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微生物学通报 2023年第3期50卷 1220-1230页

作者：胡媚月吴更上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200030

【背景】DNA组装技术是基因组合成中的一个关键技术。探索低成本、高效率的基因组合成技术一直是合成生物学的重要研究领域。在某些细菌如变铅青链霉菌中,DNA上有磷硫酰化修饰(简称硫修饰),而在另一些细菌如天蓝色链霉菌中存在一种含有... 详细信息

【背景】DNA组装技术是基因组合成中的一个关键技术。探索低成本、高效率的基因组合成技术一直是合成生物学的重要研究领域。在某些细菌如变铅青链霉菌中,DNA上有磷硫酰化修饰(简称硫修饰),而在另一些细菌如天蓝色链霉菌中存在一种含有硫修饰识别结构域(sulfur-binding domain,SBD)的识别蛋白,可以特异性识别DNA上的硫修饰,这启发了我们发展出一种新的DNA组装技术。【目的】探究在DNA末端硫修饰的连接中,T4 DNA连接酶与SBD相融合蛋白和单独的T4 DNA连接酶相比,是否有更高的连接效率。【方法】根据同源重组原理,设计硫修饰引物,扩增硫修饰的DNA片段。构建T4 DNA连接酶与SBD融合蛋白的3种表达载体T4-linker-SBD(Hga)、T4-linker-SBD(Spr)和T4-linker-SBD(Mmo),表达纯化以上3种融合蛋白。比较3组浓度梯度(2.4、0.24、0.024 mg/mL)T4 DNA连接酶与融合蛋白在2.5 kb和8.0 kb DNA片段连接上的差异。【结果】DNA末端硫修饰的2.5kb和8.0kb的两端片段均能扩增,而且3种融合蛋白均能表达。在两段2.5 kb片段的体外连接实验中,每组T4 DNA连接酶与融合蛋白均能连接成5 kb片段;然而在两段8.0 kb片段的体外连接实验中,相同连接时间和相同酶浓度下,仅融合蛋白T4-linker-SBD(Hga)能够将8.0 kb片段连接成16 kb的长片段。【结论】根据两组琼脂糖凝胶电泳的实验结果可知,在两段8.0 kb的DNA长片段连接实验中,T4-linker-SBD(Hga)融合蛋白具有更高的连接效率。本研究方法以较低的成本和比较高的效率为大片段DNA组装提供了一种新的方法和思路。

关键词：硫原子识别结构域 DNA连接组装 DNA硫修饰基因组合成

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海洋沉积物微生物介导有机碳转化研究进展

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微生物学报 2023年第5期63卷 1771-1786页

作者：梁乐文侯佳林隋维康李思翰王风平上海交通大学海洋学院上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室

海洋沉积物是地球上最大的有机碳库，其中生存的微生物总量大、分布范围广、类群多样、代谢方式复杂，并共同构成海洋沉积物微生物组。海洋沉积物微生物组介导的有机碳降解与矿化过程不但能为沉积物中的生命活动提供物质和能量，也能参... 详细信息

海洋沉积物是地球上最大的有机碳库，其中生存的微生物总量大、分布范围广、类群多样、代谢方式复杂，并共同构成海洋沉积物微生物组。海洋沉积物微生物组介导的有机碳降解与矿化过程不但能为沉积物中的生命活动提供物质和能量，也能参与调控碳循环过程，并在长时间尺度上对地球气候系统产生重大影响。沉积物中的有机碳在复杂多样的微生物代谢活动下被逐步降解，其最终的矿化过程与不同的电子受体消耗相偶合，并形成对应的地球化学分区。研究海洋沉积物微生物及其介导的有机碳转化过程对我们深入认识沉积物中的元素循环过程，并进一步评估其对整个地球系统的影响具有重要科学意义。本文对海洋沉积物微生物组的体量、包含的微生物多样性、代谢活性以及在不同地球化学分区中主要的微生物类群和代谢机制进行综述，最后基于研究现状展望了海洋沉积物微生物组的未来研究方向。

关键词：海洋沉积物微生物组有机碳转化生物地球化学循环

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跨越五十载,薪火相传,砥砺前行

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微生物学通报 2024年第12期51卷 4821-4826页

作者：周宁一上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室代谢与发育科学国际合作联合实验室上海200240

本文简要回顾了微生物学在基础研究与应用技术领域的辉煌成就,总结了创刊50周年纪念专刊收录32篇文章的研究领域和范围,展示了其在环境、工业、医学、农业等领域的广泛应用及未来发展前景。

关键词：纪念专刊 50周年微生物学微生物学通报

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负碳人工光合群落的设计、优化与应用

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合成生物学 2024年第5期5卷 1189-1210页

作者：郑皓天李朝风刘良叙王嘉伟李恒润倪俊上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240 上海交通大学张江高等研究院上海201203

CO_(2)生物转化技术的开发为解决能源转型和气候变化问题提供了可能。人工光合群落是由密切协作的光合自养微生物与异养微生物组成的新一代生物炼制平台,能够通过群落成员间的互利代谢分工,高效地利用光能将CO_(2)直接转化为生物质和多... 详细信息

CO_(2)生物转化技术的开发为解决能源转型和气候变化问题提供了可能。人工光合群落是由密切协作的光合自养微生物与异养微生物组成的新一代生物炼制平台,能够通过群落成员间的互利代谢分工,高效地利用光能将CO_(2)直接转化为生物质和多种化学品,是实现负碳生物制造的潜在途径之一,因其在适用性和鲁棒性方面的优势受到了广泛的关注。近年来,随着系统生物学研究和合成生物技术的快速发展,多种研究策略被用于人工光合群落的设计与优化,取得了长远的进展,促进了对光合群落生产的理解。本文综述了光合群落的互作机制、独到优势和系统生物学研究方法,着重介绍人工光合群落的底盘升级、固定化/区室化技术、加强内部多层次调控等设计与优化策略以及在不同领域的应用进展。在此基础上,探讨了进一步将人工光合群落规模化应用所面临的光合效率和中间碳水化合物限制以及外源生物污染等潜在挑战,对纳米半导体材料杂合、物种间精细互作关系调控、基于多组学数据的群落模型构建等未来的改造方向和研究策略进行了展望。

关键词：合成生物学光合群落负碳生物合成 CO_(2)利用系统生物学群体感应

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重要甾体化合物的化学酶法合成研究进展

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合成生物学 2024年第5期5卷 941-959页

作者：郑梦梦刘犇犇林芝瞿旭东上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240 上海交通大学张江高等研究院上海201203

甾体化合物因其多功能生物活性和理化特性备受生物医药行业的高度重视,被誉为自然界的“生命之钥”。随着植物甾醇代谢途径的不断解析,国内逐渐形成了“植物甾醇原料-甾体药物中间体-甾体药物”的工业合成路线。日益发展的甾药行业需要... 详细信息

甾体化合物因其多功能生物活性和理化特性备受生物医药行业的高度重视,被誉为自然界的“生命之钥”。随着植物甾醇代谢途径的不断解析,国内逐渐形成了“植物甾醇原料-甾体药物中间体-甾体药物”的工业合成路线。日益发展的甾药行业需要不断开发新的合成技术推进甾体药物自上而下高效合成。基于生物信息学、合成生物学、代谢工程以及酶工程的快速发展,甾体化合物的合成技术也取得了重大突破。本文对重要甾体化合物的最新合成进展,包括甾体药物中间体的多样化合成、复杂甾体的化学酶法合成和酵母从头合成植物甾醇原料等方面进行了综述,特别强调了近年来P450羟化酶、3-甾酮-Δ^(1)-脱氢酶、还原酶以及酶级联参与的化学酶法在高效简易合成复杂甾体药物中的代表性工作;在此基础上,也从新一代甾药中间体的开发、新型甾体生物催化剂的挖掘、以分枝杆菌为底盘的甾体合成途径的构建等方面对甾体化合物未来的研究机会和挑战进行了展望。

关键词：甾体化合物底盘菌株化学酶法区域-立体选择性酶级联

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