高产FPP法尼基焦磷酸BioVector®, GGPP牻牛儿牻牛儿基焦磷酸, IPP异戊烯基焦磷酸, DMAPP二甲基烯丙基焦磷酸的质粒菌株

BioVector® 高产FPP法尼基焦磷酸, GGPP牻牛儿牻牛儿基焦磷酸, IPP异戊烯基焦磷酸, DMAPP二甲基烯丙基焦磷酸的质粒菌株

BioVector NTCC质粒载体菌株细胞蛋白抗体基因保藏中心

概述

FPP (法尼基焦磷酸)、GGPP (牻牛儿牻牛儿基焦磷酸)、IPP (异戊烯基焦磷酸) 和 DMAPP (二甲基烯丙基焦磷酸) 是一类重要的异戊烯类化合物，是众多萜类化合物生物合成的前体。通过构建高产这些前体物质的质粒菌株，可以为合成生物学、药物化学等领域提供丰富的原料。

质粒菌株的设计与构建

• 关键基因的克隆与优化:

  • MEP 途径基因: 异戊烯焦磷酸生物合成途径中的关键基因，如DXS、DXR、IDI等。

  • MVA 途径基因: 甲羟戊酸途径中的关键基因，如HMGCR、MK、MVK等。

  • 萜烯合成酶: 催化IPP和DMAPP聚合成FPP、GGPP等分子的酶。

  • 启动子与终止子: 选择强启动子（如T7、tac）和高效终止子，以提高目标基因的表达水平。

  • 拷贝数控制: 通过调整复制起点或引入拷贝数控制元件，控制质粒的拷贝数。

• 基因组整合: 将异源基因整合到宿主菌的基因组中，以提高基因的稳定性。

• 代谢通量优化: 通过调节关键酶的表达水平、优化培养基组成和培养条件，提高目标产物的产量。

质粒菌株的应用

• 萜类化合物合成: 以FPP、GGPP等为前体，合成各种结构复杂的萜类化合物，如萜烯、萜醇、萜烯酮等。

• 香料与香精: 生产具有天然香味的萜类化合物，应用于食品、化妆品等行业。

• 药物合成: 合成具有药理活性的萜类化合物，用于治疗癌症、炎症等疾病。

• 生物燃料: 生产萜烯类生物燃料，如异戊二烯。

实例：大肠杆菌高产FPP菌株的构建

大肠杆菌高产FPP菌株构建示意图

• 策略: 过表达MEP途径关键基因，同时敲除竞争性途径的基因。

• 结果: 大大提高了细胞内FPP的含量，为下游萜烯合成提供了充足的底物。

影响产量的因素

• 宿主菌的选择: 大肠杆菌、酵母等是常用的宿主菌。

• 质粒的稳定性: 质粒的丢失会影响产物的稳定生产。

• 培养条件: 温度、pH、通气等条件会影响细胞生长和产物合成。

• 代谢负荷: 过表达异源基因可能导致细胞代谢负担过重，影响生长。

未来展望

• 基因组编辑技术: CRISPR-Cas9等技术可用于精确调控基因表达，提高菌株的工程化效率。

• 合成生物学工具: 利用标准化生物部件和自动化合成平台，加速菌株的构建和优化。

• 高通量筛选: 开发高通量筛选方法，快速筛选高产菌株。

生产厂家Supplier:

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