检索结果-内蒙古大学图书馆

生物工程学报 2025年第1期41卷 173-198页

作者：吴亚伟王方忠陈磊张卫文教育部合成生物学前沿科学中心教育部系统生物工程重点实验室天津300072 天津大学化工学院合成微生物学实验室天津300072 天津大学生物安全战略研究中心天津300072

近年来,随着合成生物学的飞速发展,基因工程和分子操作手段日益完善。微藻作为微生物细胞工厂的代表性宿主菌株之一,在生产油脂、色素、蛋白质和生物燃料等高附加值生物产品方面得到了广泛的应用,并在生化能源、食品药品以及环境保护等... 详细信息

近年来,随着合成生物学的飞速发展,基因工程和分子操作手段日益完善。微藻作为微生物细胞工厂的代表性宿主菌株之一,在生产油脂、色素、蛋白质和生物燃料等高附加值生物产品方面得到了广泛的应用,并在生化能源、食品药品以及环境保护等领域展现出广阔的应用前景。然而,目前基于微藻工艺的生产效率仍然很低,限制了其大规模的工业应用。除了改良菌种和优化培养外,基于外源化学添加剂进行调控也是一种有益的优化策略。这种方法依赖于直接的表型筛选,不需要深入解析生物产品合成过程中涉及的代谢和分解代谢途径中的分子靶点,就可以快速提高微藻高附加值生物产品的产量,获得所需的表型。虽然已有大量关于使用外源添加剂等替代手段来提高微藻生长和高附加值生物产品的产量的研究,但关于添加剂的种类、用途和所针对的菌株以及相关的分子作用机制的分类总结还不够系统和全面。本综述对近年来应用化学诱导剂或增强剂来改善微藻培养中细胞生长和高附加值生物产物积累的实例进行总结,重点介绍了用于微藻培养的外源添加剂的种类、外源添加剂及其组合对微藻生长和高价值生物产品积累的影响以及相关作用的分子机制,为研究人员利用合成生物学的方法来开发合适的细胞底盘以及利用微藻来进行大规模的工业化生产提供了有用的信息。

关键词：添加剂微藻生长生物产物

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外泌体分离技术研究进展

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化学学报 2025年第4期83卷 428-438页

作者：李帅刘亚婷仰大勇天津大学化工学院合成生物学前沿科学中心系统生物工程教育部重点实验室天津大学浙江研究院苏州亿弗生物科技有限公司

外泌体是来源于母细胞的小细胞外囊泡,包裹有核酸、蛋白等内容物,能够动态实时地反映母细胞的生理病理状态,因此在药物递送、疾病诊断和治疗等生物医学领域有广泛的应用.外泌体应用的第一步是分离和纯化,不管是从血液、唾液等体液还是... 详细信息

外泌体是来源于母细胞的小细胞外囊泡,包裹有核酸、蛋白等内容物,能够动态实时地反映母细胞的生理病理状态,因此在药物递送、疾病诊断和治疗等生物医学领域有广泛的应用.外泌体应用的第一步是分离和纯化,不管是从血液、唾液等体液还是细胞培养上清中获取外泌体,都需要对其进行分离纯化,以去除不需要的杂质.基于外泌体的尺寸、密度、电荷、组成,已经开发出了诸多分离方法,比如超速离心、超滤、尺寸排阻色谱、聚合物沉淀、免疫亲和等,这些传统的分离方法已经非常成熟,尤其是超速离心,被誉为是外泌体分离的金标准,为广大研究者所接受.然而这些方法在分离纯度、效率、处理量、操作便捷性等方面各有优缺点,因此将多种分离方法联用是一种新思路.此外,随着化学、材料学、生物学、医学、工程学、机械学等学科的发展和交叉,越来越多新兴的技术被开发出来,比如微流控法、基于流体流动原理分离、热泳法、脂质识别分离、DNA适配体亲合法等,在一定程度上提高了外泌体的分离效率和纯度.在本综述中,详细总结了传统分离方法和新兴分离方法的最新进展,并对未来发展进行了展望,以期促进该领域的发展,推动外泌体技术的产业化.

关键词：外泌体外泌体分离细胞外囊泡微流控 DNA适配体

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解脂耶氏酵母生物合成芳香族氨基酸衍生物的合成生物学策略

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微生物学通报 2025年第1期52卷 33-45页

作者：陈茁朱源李伟国闫晓光颜丙扬乔建军赵广荣天津大学化工学院、教育部合成生物学前沿科学中心、系统生物工程教育部重点实验室天津300350 天津大学浙江研究院(绍兴) 浙江绍兴312300

芳香族氨基酸衍生物广泛存在于自然界中,具有多种生物活性,包括抗氧化、抗炎、神经保护和抗癌特性。在食品、化妆品、营养保健品、化学等领域,尤其在制药工业中发挥着重要作用。近年来,解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)作为一种非常... 详细信息

芳香族氨基酸衍生物广泛存在于自然界中,具有多种生物活性,包括抗氧化、抗炎、神经保护和抗癌特性。在食品、化妆品、营养保健品、化学等领域,尤其在制药工业中发挥着重要作用。近年来,解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)作为一种非常规模式生物,因其独特的生理生化特性在生物合成领域展现出独特的潜力,特别是在芳香族氨基酸衍生物的合成上,包括白藜芦醇和柚皮素等。由于其独特的胞质环境和高通量的乙酰辅酶A,解脂耶氏酵母成为合成芳香族氨基酸衍生物的理想宿主。本文总结了解脂耶氏酵母在生产芳香族氨基酸衍生物方面的合成生物学策略,并汇总目前解脂耶氏酵母合成芳香族氨基酸衍生物的进展,对解脂耶氏酵母底盘细胞在合成生物学未来的发展和挑战进行了展望。

关键词：解脂耶氏酵母芳香族氨基酸衍生物合成生物学代谢工程

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石油烃污染物降解菌株耐受性的研究进展

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生物工程学报 2025年第1期41卷 199-215页

作者：王珊珊朱肖倩曹志北王璐丁明珠天津大学化工学院、天津大学合成生物学前沿科学中心、系统生物工程教育部重点实验室天津300072 天津大学合成生物前沿研究院天津300072 提高油气采收率全国重点实验室北京100083 中国石油集团科学技术研究院有限公司北京100083

石油烃污染已成为全球环境问题之一,对环境和人类健康造成严重威胁。在石油烃污染环境修复过程中,微生物修复起着至关重要的作用。然而,被石油烃污染的环境中存在着多种胁迫因素,这些因素限制了微生物修复的效率。本文综述了石油烃污染... 详细信息

石油烃污染已成为全球环境问题之一,对环境和人类健康造成严重威胁。在石油烃污染环境修复过程中,微生物修复起着至关重要的作用。然而,被石油烃污染的环境中存在着多种胁迫因素,这些因素限制了微生物修复的效率。本文综述了石油烃污染环境中常见的胁迫因素,以及微生物对这些因素的响应机制,重点探讨了提高石油烃降解微生物耐受性的方法,如非理性改造、基于系统生物学工具或耐受机制进行理性改造、构建微生物混菌体系等。这些方法的应用有望提高微生物在石油烃污染环境中的生存能力和修复效率,为环境修复提供新的思路和技术支持。

关键词：石油烃污染环境修复胁迫响应微生物耐受性

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防冰涂层研究进展及抗冻蛋白防覆冰应用前景

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化工进展 2025年第5期 2505-2514页

作者：李庆斯张黎明张雷天津大学化工学院生物化工系天津大学教育部合成生物学前沿科学中心系统生物工程教育部重点实验室

户外设施表面覆冰问题严重影响了其正常运行。传统除冰方法（如加热、化学除冰剂及机械除冰）存在高能耗、环境不友好以及对设备的潜在损害等问题。因此，亟需开发绿色、经济且长效的防冰策略。近年来，构建防冰涂层已成为应对覆冰问... 详细信息

户外设施表面覆冰问题严重影响了其正常运行。传统除冰方法（如加热、化学除冰剂及机械除冰）存在高能耗、环境不友好以及对设备的潜在损害等问题。因此，亟需开发绿色、经济且长效的防冰策略。近年来，构建防冰涂层已成为应对覆冰问题的重要需求，也成为了防冰领域的研究热点。本综述梳理了当今防冰涂层的前沿研究进展，并讨论了防冰涂层的生物基原料替代的可能性。首先，综述了防冰涂层的主要类型（包括超疏水、超润滑、光热、电热以及活性防冰涂层）及其发展现状。其次，重点介绍并分析了自愈合防冰涂层的研究进展，讨论了自愈合特性给防冰涂层带来的重要价值。然后，总结了抗冻蛋白（AFP）的防冰作用机制与AFP防冰涂层的研究现状。最后，对防冰涂层的未来发展方向进行了展望。

关键词：防冰涂层自愈合抗冻蛋白覆冰生物基

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鞭毛可视化方法及其在鞭毛功能研究中的应用

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生物工程学报 2025年第1期41卷 117-130页

作者：孔东洋王璐张红张静超天津大学化工学院合成生物学前沿科学中心和系统生物工程教育部重点实验室天津300350 中国石油集团科学技术研究院有限公司北京100083 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206 电子科技大学四川省人民医院医学遗传中心四川成都610054

鞭毛作为细菌主要的运动器官,是细菌表面重要的蛋白质结构,在细菌运动、趋化性、致病性以及环境感知等方面发挥着重要作用。随着细菌显微追踪技术的发展以及鞭毛可视化工具的开发应用,鞭毛新的运动形态和在细菌生理活动中更加详细的功... 详细信息

鞭毛作为细菌主要的运动器官,是细菌表面重要的蛋白质结构,在细菌运动、趋化性、致病性以及环境感知等方面发挥着重要作用。随着细菌显微追踪技术的发展以及鞭毛可视化工具的开发应用,鞭毛新的运动形态和在细菌生理活动中更加详细的功能作用被逐步发现。本文主要综述了鞭毛可视化方法以及基于此方法对鞭毛功能的研究进展,为研究鞭毛功能提供了更多的思路,为未来其在抑制细菌传播和治疗细菌感染等领域的应用提供了理论基础。

关键词：鞭毛可视化功能运动性致病性

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重构树干毕赤酵母合成白藜芦醇

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生物工程学报 2025年第5期 1926-1941页

作者：颜丙扬韩禹梅李伟国隋玉鑫乔建军赵广荣天津大学化工学院教育部合成生物学前沿科学中心系统生物工程教育部重点实验室天津大学浙江研究院(绍兴)

白藜芦醇是一种有价值的植物多酚类化合物,目前主要通过植物提取法获得,受到天然原料的限制,不易长期大量获取,因此有必要开发一种更加简便、经济的白藜芦醇生产方法。本研究以树干毕赤酵母的野生型菌株为宿主,首先通过引入编码白藜芦... 详细信息

白藜芦醇是一种有价值的植物多酚类化合物,目前主要通过植物提取法获得,受到天然原料的限制,不易长期大量获取,因此有必要开发一种更加简便、经济的白藜芦醇生产方法。本研究以树干毕赤酵母的野生型菌株为宿主,首先通过引入编码白藜芦醇合成的关键酶基因（HaTAL1、AtPAL2、AtC4H、At4CL2以及VvSTS）得到菌株Ss05,合成白藜芦醇55.28 mg/L。随后通过过表达3-脱氧-D-阿拉伯庚糖酮酸-7-磷酸（3-deoxy-D-arabino-heptulonate-7-phosphate,DAHP）合成酶突变体SsARO4K221L及分支酸变位酶突变体SsARO7G39S、敲除丙酮酸脱羧酶基因（PDC1）、过表达乙酰辅酶A羧化酶突变体SsACC1S650A,S1152A,增强对香豆酸及丙二酰辅酶A的供应。在此基础上,进一步增加关键基因的拷贝数得到工程菌株Ss17,白藜芦醇产量提高到150.56 mg/L。最后将工程菌株Ss17在5 L发酵罐中通过分批补料葡萄糖发酵128 h,得到了558.40 mg/L白藜芦醇。本研究运用合成生物学思路,构建利用简单碳源合成白藜芦醇的工程菌株,同时利用生物反应器放大微生物发酵规模,为树干毕赤酵母中芳香族化合物的生物合成提供了重要参考。

关键词：白藜芦醇非常规酵母代谢工程合成生物学

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基因组再造与重排构建细胞工厂

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化工学报 2019年第10期70卷 3712-3721页

作者：谢泽雄陈祥荣肖文海李炳志元英进教育部合成生物学前沿科学中心天津300072 天津大学化工学院系统生物工程教育部重点实验室天津300072

细胞工厂能利用微生物细胞制备人类所需能源、药物和化学品。底盘细胞和外源代谢路径的适配是构建高效细胞工厂的核心难题。基因组再造指利用化学合成的核苷酸分子“自下而上”构建生物基因组,基因组诱导重排指通过在全基因组尺度进行DN... 详细信息

细胞工厂能利用微生物细胞制备人类所需能源、药物和化学品。底盘细胞和外源代谢路径的适配是构建高效细胞工厂的核心难题。基因组再造指利用化学合成的核苷酸分子“自下而上”构建生物基因组,基因组诱导重排指通过在全基因组尺度进行DNA序列与结构的人为调控。基因组再造和诱导重排实现了对生命体的创造,增强了模式底盘细胞的遗传稳定性和操作柔性。基因组的适度精简和密码子简化改善细胞对底物、能量的利用效率,提高细胞生理性能的预测性和可控性。基因组重排可诱导染色体发生随机删除、复制、移位和倒置等结构变异,可产生大量性状优良的模式底盘细胞,进而加速代谢路径优化,提高路径和底盘细胞的适配性,为人工细胞工厂快速构建和优化提供了新策略。

关键词：基因组再造基因组重排细胞工厂底盘细胞代谢路径

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超长单链DNA与茶多酚超分子组装构筑多功能水凝胶

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高分子学报 2022年第10期53卷 1261-1270页

作者：唐建普崔臻欧俊含姚池仰大勇天津大学化工学院教育部合成生物学前沿科学中心系统生物工程教育部重点实验室天津300350

为开发新的DNA组装模式、整合杂化功能模块、丰富DNA水凝胶的合成方法和功能,利用双滚环扩增策略合成了超长DNA链,通过茶多酚(TP)与DNA链间的超分子组装,构建了TP-DNA杂化水凝胶.优化了水凝胶组分,通过扫描电子显微镜、流变测试等对水... 详细信息

为开发新的DNA组装模式、整合杂化功能模块、丰富DNA水凝胶的合成方法和功能,利用双滚环扩增策略合成了超长DNA链,通过茶多酚(TP)与DNA链间的超分子组装,构建了TP-DNA杂化水凝胶.优化了水凝胶组分,通过扫描电子显微镜、流变测试等对水凝胶进行表征,以此研究TP的引入对DNA水凝胶性能的影响.研究结果表明,TP的引入不仅可以调节DNA水凝胶受核酸酶降解的速率,还赋予水凝胶抑菌、促进伤口愈合的特性,在大鼠伤口模型中显著地促进伤口愈合.

关键词： DNA水凝胶茶多酚抗菌抗降解

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“基因式”创制DNA功能材料

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高分子学报 2021年第11期52卷 1441-1458页

作者：董宇航韩金鹏仰大勇天津大学化工学院教育部合成生物学前沿科学中心系统生物工程教育部重点实验室天津300350

发展新的材料化学系统如建造大楼的“备料”阶段,是决定大楼品质的基石,是功能导向材料体系的分子基础.实现功能导向的材料设计、合成与过程的精准控制是材料化学领域发展的重要挑战.在高分子科学中,让高分子像“基因”一样精准控制单... 详细信息

发展新的材料化学系统如建造大楼的“备料”阶段,是决定大楼品质的基石,是功能导向材料体系的分子基础.实现功能导向的材料设计、合成与过程的精准控制是材料化学领域发展的重要挑战.在高分子科学中,让高分子像“基因”一样精准控制单体有序合成,完成信息传递和功能定制,是实现高分子材料精准创制的有效策略,即“基因式”精准创制.作为生命核心遗传物质,DNA分子自带生命基因属性,是可精准编码遗传信息的生物活性大分子,天然地符合材料“基因式”精准创制的构建原则.本文作者结合自身的研究,评述DNA功能材料的“基因式”创制,主要介绍树枝状DNA和DNA水凝胶2种重要功能材料的构建策略,其中树枝状DNA功能材料的构建策略包括靶标聚合法、酶促延伸法和杂化耦合法,DNA水凝胶的主要构建策略包括模块组装法、酶促扩增法、酶促延伸法、链式杂交法和化学交联法;讨论了DNA功能性材料的分子组装原理和功能调控机制,DNA分子展现出在“基因式”功能化材料创制方面的独有优势,主要为单体的精准排列、结构的精准可控组装、序列信息的精准传递和功能的精准定制;总结了DNA材料“结构-功能-应用”贯通式研究的典型案例,主要集中于蛋白质生产、3D细胞培养、细胞界面工程和疾病治疗等生物医学领域.期待DNA材料的不断发展能够促进形成一种高分子材料“基因式”创制的典型范式.

关键词： DNA功能高分子 DNA水凝胶树枝状DNA DNA纳米技术 “基因式”材料创制

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