L-异亮氨酸是畜禽必需支链氨基酸。本研究利用生物传感器辅助的大气与室温等离子体（ARTP）诱变，从谷氨酸棒杆菌 ATCC 13032 中筛选获得遗传稳定生产菌株 cgl-Ile0，5 L 发酵罐产量 11.52 g/L，得率 0.11 g/g，生产强度 0.24 g/L/h。全基因组重测序鉴定 aspBV346I、asdP27E、b...
在眼科领域，活体生物材料已成为有前景的药物递送和生物传感器器件，用于实现化合物的动态传感与递送。其活体特性使评估与同样动态的眼部组织更加复杂；动物实验增加了复杂性，且大多数动物眼部模型在解剖结构上与人不同。因此，需要专门应用于活体生物材料的体外眼部系统来评估其安全性、相容性和有效性。本文报道了一种用于谷氨酸棒杆菌-聚乙烯醇活体生物材...
氨基酸是重要的生物基产品，市场价值达数十亿美元。利用生物传感器开发高效高通量筛选技术，对快速鉴定高性能氨基酸生产菌至关重要。然而，针对 L-苏氨酸和 L-脯氨酸等关键氨基酸的专用生物传感器仍缺乏。本研究受新发现 SerE 除已知 L-苏氨酸和 L-丝氨酸外还可输出 L-脯氨酸的启发，成功开发了基于转录调控因子的 L-苏氨酸和 L-脯...
血红素是含铁卟啉，在食品和医学领域应用广泛，谷氨酸棒杆菌已成为无动物来源血红素生产的有前景平台菌株。除优化血红素合成途径外，提高血红素外排对增强生产菌株具有重要意义。本研究设计生长耦合生物传感器，以对编码 ABC 型血红素外排泵 HrtBA 的 hrtBA 操纵子表达增强施加选择压力。作者用 PhrtB 启动子替换生长调控基因 pf...
谷氨酸棒杆菌ATCC 13032是生产芳香族氨基酸等工业化合物的重要微生物底盘。本研究开发了两种基于转录因子的全细胞荧光生物传感器，用于在谷氨酸棒杆菌中追踪cis,cis-顺丁烯二酸（ccMA）和分支酸（chorismate）。作者将来自A. baylyi ADP1的ccMA诱导型转录因子CatM转入谷氨酸棒杆菌，并通过启动子文库筛...
邻氨基苯甲酸（ANT）及其衍生物是聚氨酯、染料和食品添加剂合成的重要基础化学品。目前 ANT 主要利用石油来源甲苯经化学法生产，但作为莽草酸途径中间体，也可通过生物技术获得。本研究对谷氨酸棒杆菌进行代谢工程，使其以葡萄糖和木糖混合物为碳源生产 ANT。首先引入来自大肠杆菌的反馈抗性 3-脱氧-D-阿拉伯庚糖酸-7-磷酸合酶基因 ar...
与理性代谢工程不同，经典菌株开发长期依赖随机诱变与表型筛选。随着基于生物传感器的荧光激活细胞分选（FACS）策略发展，这类高通量单细胞筛选重新受到重视。本研究将该技术与比较基因组分析结合，用于在谷氨酸棒杆菌 L-组氨酸生产菌株中鉴定促进产物形成的新突变。由于该菌株中已知 L-组氨酸合成相关遗传靶点已被理性改造，新有益突变可能不直观地...
戊内酰胺是制造高价值尼龙-5和尼龙-6,5的单体。然而，戊内酰胺的生物合成受限于将5-氨基戊酸环化为戊内酰胺的酶效率不足。本研究构建了携带戊内酰胺合成途径的谷氨酸棒杆菌：来自铜绿假单胞菌的DavAB将L-赖氨酸转化为5-氨基戊酸，来自丙酸梭菌的β-丙氨酸CoA转移酶Act将5-氨基戊酸转化为戊内酰胺。大部分L-赖氨酸转化为5-氨基戊...
谷氨酸棒杆菌是重要的工业微生物细胞工厂，广泛用于生产多种高附加值化学品。腐胺（putrescine）可缩合成工业塑料尼龙-46，是重要的平台化合物。为加速腐胺高产菌株的设计—构建—测试循环，本研究在大肠杆菌来源转录因子 PuuR 基础上，于谷氨酸棒杆菌中构建了腐胺特异性生物传感器 pSenPuuR。该传感器由 PuuR、响应启动子和...
4-羟基异亮氨酸（4-HIL）具有治疗糖尿病的潜在价值。α-酮戊二酸（α-KG）依赖的异亮氨酸双加氧酶（IDO）可催化 L-异亮氨酸（Ile）羟基化生成 4-HIL，并消耗 O2。本研究在产 Ile 的谷氨酸棒杆菌 SN01 中设计了三功能动态控制系统，以调节 IDO 活性、α-KG/O2/Ile 供给及副产物 L-赖氨酸（Lys）...
细菌蛋白分泌到培养上清可简化下游纯化，但高效分泌需要筛选信号肽与目标蛋白组合，且受表达效率和培养条件影响。本研究建立两套自动化工作流，用于谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）中腐皮镰刀菌梨孢型（Fusarium solani f. sp. pisi）角质酶的异源分泌菌株构建与高通量筛选。利用 Open...
乳链菌肽 nisin 由乳酸乳球菌以无活性前肽形式产生，经翻译后修饰形成五个（甲基）兰硫氨酸环，属于 Ia 类细菌素。前导肽的导出和蛋白酶切割释放活性 nisin。nisin 靶向普遍肽聚糖前体脂质 II，对单核细胞增生李斯特氏菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等具有重要病原菌具有广谱活性。目前工业 nisin 生产依赖天然生产菌株，产品...
谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）是重要的重组蛋白分泌平台。作者利用此前建立的基于增强型黄色荧光蛋白（eYFP）的全细胞报告菌株，通过监测 Sec 依赖蛋白分泌引发的分泌应激，定量评估异源角质酶（cutinase）的分泌。实验中分别采用表现较弱的 PelSP 和较强的 NprESP 信号肽驱动 cu...
二胺是重要的平台化学品，尤其可作为聚合物合成单体。高通量二胺生物合成传感器可显著提升生物制造效率。本文在谷氨酸棒杆菌中鉴定并表征了一种由转录因子驱动、用于检测腐胺和尸胺的全细胞生物传感器。TetR家族调控蛋白CgmR（CGL2612）可特异性识别二胺化合物。作者通过系统优化pSenPut的遗传元件，提高了传感器动态范围和对腐胺的敏感...
4-羟基异亮氨酸（4-HIL）是治疗糖尿病的前景药物。前期研究中，谷氨酸棒杆菌通过表达 L-异亮氨酸双氧酶基因，可由自产 L-异亮氨酸合成 4-HIL；重组菌株 SZ06 产量显著提高，但由于 L-异亮氨酸与 L-赖氨酸合成途径共享前段酶，副产物 L-赖氨酸（Lys）积累限制了产量进一步提升。本研究设计并实施了由 Lys 生物传感器...
L-精氨酸是一种重要的半必需氨基酸，广泛应用于食品和医药领域。目前，L-精氨酸生产主要依赖以可再生碳源为底物、成本低廉、绿色可持续的微生物发酵。为提高发酵产量，研究者采用多种代谢工程策略，为降低 L-精氨酸生产成本提供了有效途径。本综述总结了优化 L-精氨酸生产菌株的分子生物学策略最新进展，包括操纵主要代谢途径、调控碳代谢途径、改善...
在有氧环境中，细菌会暴露于活性氧（ROS）。为避免 ROS 过量，微生物具有强效的酶促和非酶促抗氧化系统。谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）是广泛使用的工业平台菌，其以肌硫醇（MSH）作为主要低分子硫醇和非酶促抗氧化剂。在有氧生物反应器培养中，C. glutamicum 会暴露于超过空气饱和的氧浓度...
将生物基前体转化为化学品的细胞工厂为可持续经济提供有吸引力途径，但筛选遗传多样性菌株库以鉴定最佳全细胞生物催化剂仍是低通量工作。转录生物传感器与荧光激活细胞分选（FACS）联用可筛选庞大文库，但转录调控因子（TR）的宽泛配体特异性常限制此类超高通量筛选。本研究解析了谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）...
4-羟基异亮氨酸（4-HIL）是治疗糖尿病的潜在药物，可在谷氨酸棒杆菌中通过表达异亮氨酸双加氧酶基因 ido，将菌体自身产生的 L-异亮氨酸（Ile）转化为 4-HIL。由于该反应需要 Ile、α-酮戊二酸（α-KG）和 O2 三种底物，静态代谢工程难以高效实现从头合成。本研究利用 Lrp-PbrnFE 型 Ile 生物传感器对 4...
谷氨酸棒杆菌类胡萝卜素合成受 MarR 型调控子 CrtR 控制，CrtR 抑制 crt 操纵子启动子 PcrtE 和自身基因 PcrtR 转录。GGPP 及其他异戊二烯焦磷酸在体外干扰 CrtR 与靶 DNA 结合，提示其为诱导物。为判断该功能在放线菌中是否保守，作者表征了五个 CrtR 同源物。EMSA 显示 C. callun...