24. De Boer AL,Schmidt-Dannert C.2003. Recent efforts in engineering microbial
cells to produce new chemical compounds. Curr Opin Chem Biol,7
第二种:可对宿现有途径中的酶进行修饰改造,改变其底物专一性,让其作用于新的代谢中间体或者产物。最后一种:上述两种方法结合起来,利用独立来源的各部分形成新的代谢途径,对其中的酶进行改造甚至涉及新的催化分子,形成真正的“全新”的生物合成途径。不过目前为止,例子很少,因为理论上可能生物转化途径很多,但要从自然界中找到适于催化预设的生物转化过程的酶并不容易,能够针对特定生物转化目标,涉及转化路径并从大量天然酶中挑选适于催化个步骤的候选酶的工具已经出现。
25. Chou CH,Chang WC,Chiu CM,et al.2009. FMM:a web server for metabolic
pathway reconstruction and comparative analysis. Nuc Acids Res,37。 互联网工具From Metabolite to Metabolite(FMM)能够根据用户输入的代谢反应物和终产物,构建由已知酶催化步骤组成的可能途径。
26. Prather KLJ, Martin CH.2008. De novo biosynthetic pathways: rational design of
microbial chemical factories. Curr Opin Biotechnol,19:468。
Retro-Biosynthesis Tool(ReBiT)提供了能够催化不同类型官能团转化的酶促过程的数据库及相应的检索工具。
? 途径合成
27. Czar MJ,Anderson JC, Bader JS,et al.2009. Gene synthesis demystified. Trends
Biotechnol,27:63-72。 综述了目前的基因合成策略。
28. Engler C,Gruetzner R,Kandzia R,et al.2009. Golden gate shuffling: a one-pot
DNA shuffling method based on typeⅡrestriction enzymes. PLoS ONE,4:e5553。Golden gate shuffling利用第二类限制性内切酶,可以一步将多个组件连接到一起。
29. Shetty RP, Endy D, Knight Jr TF.2008. Engineering BioBrick vectors from BioBrick
parts. J Biol Eng,2: article 5。
设计了一种标准的拼接方法,简化了元器件的组装过程:每一个元件DNA都带有韩特定酶切位点的前缀序列和后缀序列,前后两个元件拼接后形成的新的组合序列保留原来的前缀序列和后缀序列。标准的3A BioBricks 组装方法可将两条带标准前缀序列和后缀序列的序列连接并插入到质粒,而无需额外的酶切片段分离等步骤。
30. Quan J, Tian J.2009. Circular polymerase extension cloning of complex gene
libraries and pathways. PLoS ONE,4:e6441.
CPEC完全利用质粒和组件之间的重叠片段,完全借助聚合酶链式反应进行拼装,避免了酶切、连接等步骤。他提供了一种将多包含多个积阴德长片段克隆到质粒上,或者构建多个组件组合的质粒文库的高效方法。
? 途经分析与调控:
目的是将细胞内代谢流最大限度的引导到目标生物转化过程,同时尽可能的减少外源人工途径对细胞的不利影响。
31. Ro DK, Paradise TM, Ouellet M,et al. 2006. Prodution of the antimalarial drug
precursor artemisinic acid in engineered yeast. Nature,440;940。
Keasling 等在酵母中导入amorphadiene合成酶后酵母就可以产生青蒿素,但产率很低。通过调节法呢基焦磷酸合成途径中多个基因的表达水平,Keasling等将酵母中青蒿素的合成产率提高了500倍。
32. Varma A,Palsson.1994. Stoichiometric fulx balance models quantitatively
predict growh and metabolic by-product secretion in wide-type Escherichia coli W3110. Appl Environ Microbiol,60:。
流量平衡分析(FBA)是一种能够在基因组水平研究流量分布于代谢网络结构关系的模拟工具。
33. Fell DA.1997. Understanding control of metabolism. London,UK:Portland Press
代谢控制分析(MCA)是分析代谢网络的另一个工具。MCA需要用到网络中
所有酶的动力学参数,能够用控制系数来代表途径中每个酶对总体流量的控制力的大小,缺点是缺乏多数酶的动力学参数,无法应用于基因组水平的代谢分析。
34. Ajo-Franklin CM, Drubin DA, Eskin JA, et al. 2007.Rational design of memory in
eukaryotic cells. Genes Dev,21:2271-2276.
Genes Dev,21:2271-2276。在FBA的指导下删除某些内源基因,也可达到增大目标代谢流量的目的。
35. Alper H,Jin YS,Moxley JF,et al.2005. Identifying gene targets for the metabolic
engineering of lycopene biosynthesis in Escherichia coli. Metab Eng,7:155-164。Alper等将这一策略应用于大肠杆菌产生番茄红素。
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