陈修来
- 作品数：45 被引量：77H指数：4
- 供职机构：江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省科技支撑计划项目江苏省自然科学基金更多>>
- 相关领域：生物学轻工技术与工程化学工程文化科学更多>>
- 使用动态分子开关调控大肠杆菌生产莽草酸被引量：4
- 2020年
- 莽草酸是大肠杆菌合成芳香族氨基酸的中间代谢物,也是抗流感药物"达菲"的重要合成前体。合成莽草酸需要截断莽草酸途径,导致芳香族氨基酸无法合成,因此面临细胞生长受到抑制的问题。使用动态调控策略通过将细胞生长和莽草酸的合成相互分离,可以提高菌株的生产性能。通过使用生长偶联型启动子和降解决定子(Degrons),组建动态分子开关。利用该动态分子开关实现细胞生长与莽草酸合成分离,在5L发酵罐中经过72h发酵得到了14.33g/L的莽草酸。结果表明,这种动态分子开关可以通过调控靶蛋白丰度来改变碳流量平衡,使菌株获得更优秀的生产性能。
- 侯建屾高聪陈修来刘立明
- 关键词：分子开关大肠杆菌莽草酸
- 代谢工程改造微生物合成生物基单体的进展与挑战被引量：1
- 2023年
- 单体是合成聚合物所用的小分子基础原料,目前主要来源于化石燃料。利用微生物制备生物基单体具有生产条件温和、环境友好、可持续的优势,是实现高分子材料行业绿色制造的重要途径。借助代谢工程和合成生物学元件,目前已经实现了多种单体的微生物制造,然而与石油基生产工艺相比,这些单体微生物细胞工厂的生产性能普遍较低。围绕代谢工程改造微生物合成生物基单体过程中存在的瓶颈问题,本文基于具体案例分析,从廉价底物的高效利用、提高生物基单体合成效率、强化细胞环境耐受性三个方面,总结了改造微生物合成单体的最新研究进展。同时,讨论了单体微生物细胞工厂目前存在的挑战和未来发展方向。
- 高聪陈城虎陈修来刘立明
- 多酶级联催化合成(R)-β-酪氨酸
- 2022年
- 目前报道的β-酪氨酸生产方法需要较为复杂的底物而且大多依赖于贵金属催化剂。为了实现生物法绿色合成β-酪氨酸,通过人工设计的级联反应,将酪氨酸酚裂解酶和酪氨酸氨基变位酶进行级联,以苯酚、丙酮酸和铵盐等廉价化合物为底物合成(R)-β-酪氨酸。通过基因挖掘筛选了所需的酶元件,并采用蛋白质工程改造,提升了限速酶的催化效率。在大肠杆菌宿主中对所筛选的酶进行共同表达,经优化获得了(R)-β-酪氨酸合成菌株E.coli S10。在1 L规模反应中,菌株E.coli S10合成(R)-β-酪氨酸的转化率达到78%,ee值>99%。利用高分辨质谱(HRMS)和核磁共振图谱(NMR)分别鉴定了纯化产物的分子量和结构,结果表明通过该级联路径可成功合成目标产物(R)-β-酪氨酸。研究工作可为(R)-β-酪氨酸的绿色酶法生产提供理论指导。
- 宋伟王金辉胡贵鹏陈修来刘立明吴静
- 关键词：生物催化生物技术
- 调控大肠杆菌胞内ATP和NADH水平促进琥珀酸生产被引量：3
- 2023年
- 琥珀酸作为一种重要的C4平台化合物,广泛应用于食品、化学、医药等领域。利用大肠杆菌(Escherichia coli)发酵生产琥珀酸受胞内辅因子不平衡的影响,存在产率低、生产强度低、副产物多等问题。为此,对不同氧气条件下琥珀酸产量和化学计量学分析发现,微厌氧条件下E.coli FMME-N-26高效积累琥珀酸需要借助三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)为还原性三羧酸途径(reductive tricarboxylic acid pathway,r-TCA)提供足够的ATP和NADH。通过减少ATP消耗、强化ATP合成、阻断NADH竞争途径和构建NADH回补路径等代谢工程策略,组合调控胞内ATP与NADH含量,获得工程菌株E.coli FW-17。通过发酵条件优化,菌株E.coli FW-17在5 L发酵罐能积累139.52 g/L琥珀酸,比出发菌株提高了17.81%,乙酸浓度为1.40 g/L,降低了67.59%。进一步在1000 L发酵罐中进行放大实验,琥珀酸产量和乙酸浓度分别为140.2 g/L和1.38 g/L。
- 王学明潘静宇吴静陈修来高聪宋伟魏婉清刘佳刘佳
- 关键词：琥珀酸大肠杆菌代谢工程
- 谷氨酸棒杆菌代谢工程高效生产L-缬氨酸被引量：2
- 2023年
- L-缬氨酸作为一种支链氨基酸,广泛应用于医药和饲料等领域。本研究借助多种代谢工程策略相结合的方法,构建了生产L-缬氨酸的微生物细胞工厂,实现了L-缬氨酸的高效生产。首先,通过增强糖酵解途径、减弱副产物代谢途径相结合的方式,强化了L-缬氨酸合成前体丙酮酸的供给;其次,针对L-缬氨酸合成路径关键酶—乙酰羟酸合酶进行定点突变,提高了菌株的抗反馈抑制能力,并利用启动子工程策略,优化了路径关键酶的基因表达水平;最后,利用辅因子工程策略,改变了乙酰羟酸还原异构酶和支链氨基酸转氨酶的辅因子偏好性,由偏好NADPH转变为偏好NADH,从而提高了L-缬氨酸的合成能力。在5L发酵罐中,最优谷氨酸棒杆菌工程菌株Corynebacterium glutamicum K020的L-缬氨酸产量、得率和生产强度分别达到了110g/L、0.51g/g和2.29 g/(L·h)。
- 赵阔程金宇郭亮高聪宋伟吴静刘佳柳亚迪刘立明刘立明
- 关键词：谷氨酸棒杆菌L-缬氨酸代谢工程
- 三酶级联催化L-苏氨酸生产L-2-氨基丁酸被引量：4
- 2020年
- L-2-氨基丁酸(L-ABA)是一种重要的化工原材料和手性医药中间体,为了实现L-ABA的高效生产,本研究在大肠杆菌EscherichiacoliBL21(DE3)中分别表达大肠杆菌来源的苏氨酸脱氨酶(Threonine deaminase,TD)、苏云金芽孢杆菌来源的亮氨酸脱氢酶(Leucine dehydrogenase,LDH)和博伊丁假丝酵母来源的甲酸脱氢酶(Formatedehydrogenase,FDH),构建体外级联酶催化反应实现L-苏氨酸向L-ABA的转化,体系中TD、LDH和FDH添加最适比例为1∶1∶0.2。为了简化生产工艺,将3种酶在一株菌E. coli 3FT+L中共表达并实现上述配比,在30 L发酵罐中用E. coli 3FT+L全细胞转化12 h,L-ABA的产量为68.5 g/L,底物L-苏氨酸的摩尔转化率达到99.0%。该工艺路线绿色高效,为未来大规模生产L-ABA提供借鉴。
- 付妍张君轩付雪蓉解雨晨任泓宇刘佳陈修来刘立明
- 关键词：L-苏氨酸
- 调控辅因子水平减少酿酒酵母积累副产物乙醇被引量：2
- 2014年
- C4二元羧酸广泛用于食品、医药和化学等行业,市场潜在需求量巨大。酿酒酵母被认为是发酵生产C4二元羧酸的潜在最适微生物,却产生大量的乙醇,导致了碳流的损失。通过敲除硫胺素合成途径中的调控基因THI2,阻断了硫胺素的合成,使得副产物乙醇产量从5.27±0.23 g/L下降到0.53±0.12 g/L,但影响了葡萄糖消耗和菌体的生长。在此基础上,通过外源添加0.04μmol/L的硫胺素二磷酸,促进了葡萄糖的消耗和菌体生长;进一步通过外源添加1 000μg/L的NAD+,使得葡萄糖的消耗量和菌体的生长分别提高了48.6%和47.2%,而乙醇产量仅增加了0.56 g/L。通过调控辅因子水平(硫胺素和NAD+)可以有效减少副产物乙醇的积累,为解决利用酿酒酵母生产C4二元羧酸中副产物乙醇积累这一普遍性问题提供了一个新的策略。
- 徐国强陈修来吴满珍
- 关键词：乙醇酿酒酵母
- 生物酶法合成L-精氨酸衍生物的研究进展被引量：4
- 2018年
- L-精氨酸是一种碱性氨基酸,具有多样化的官能团,是合成多种有用化合物的前体,其衍生物广泛应用于医疗、食品和化妆品等领域。L-精氨酸衍生物的合成方法有化学法、发酵法和酶法。在当前绿色经济和可持续发展的背景下,对比各种生产方法,生物酶法合成L-精氨酸衍生物具有明显优势。因此本文重点介绍了L-精氨酸衍生化的典型产品和合成技术,并介绍了生物酶法合成L-精氨酸衍生物未来可能的发展方向。
- 孙安然宋伟刘佳罗秋玲罗秋玲刘立明
- 关键词：生物酶法L-精氨酸衍生化反应鸟氨酸瓜氨酸
- 不透明红球菌生产谷氨酸氧化酶发酵过程优化被引量：4
- 2017年
- 优化了用不透明红球菌FMME1-41所产谷氨酸氧化酶(LGOX)转化L-谷氨酸产α-酮戊二酸(α-KG)的工艺条件.结果表明,最佳发酵培养基为酵母粉6 g/L,大豆蛋白胨2 g/L,(NH_4)_2SO_4 0.8 g/L,葡萄糖25 g/L,KH_2PO_4 3 g/L,MgSO_4 0.6 g/L,MnSO_4 0.3g/L,L-谷氨酸2.5 g/L,在其中发酵30 h,LGOX酶活达6.12 U/mL;在7.5 L发酵罐中优化发酵放大和补料策略,发酵40 h后LGOX酶活达21.5 U/mL;在2 L发酵罐中转化L-谷氨酸生产α-KG,产量达92.0 g/L,摩尔转化率为92.6%,生产强度为9.2 g/(L·h).
- 刘佳徐继嗣罗秋玲陈修来刘立明
- 关键词：Α-酮戊二酸
- 人工代谢路径适配性的研究进展
- 2021年
- 微生物细胞工厂以可再生资源为原料,实现了大宗化学品和天然产物的可持续生产,并有望替代石油化工炼制和动植物提取。剪接天然或人工代谢路径是构建微生物细胞工厂的基础。然而,剪接代谢路径造成的代谢流扰动,导致微生物细胞工厂的适配性差,降低了微生物细胞工厂的生产性能。提高人工代谢路径之间的适配性,以及人工代谢路径与底盘微生物细胞之间的适配性,将是改善微生物细胞工厂生产性能的关键。本文从强化与平衡人工代谢路径的代谢通量,解除人工代谢路径与底盘细胞内源代谢路径的交互作用,以及强化人工代谢路径与底盘细胞整体代谢网络的适配性层面,对提高微生物细胞工厂适配性的研究现状进行介绍。开发高效的多重适配性调控策略,在细胞水平重置代谢路径的适配性与提高微生物细胞对代谢产物的适配性,将是未来的研究重点。
- 郭亮高聪张丽陈修来刘立明
- 关键词：适配性合成生物学
