谷氨酸棒杆菌是生产氨基酸及其衍生物的重要工业微生物。为精细调控代谢通路，合成生物学工具主要依赖启动子的理性应用，但可用启动子数量有限。本研究基于 RNA-Seq 数据分析，扩增了 90 个长度 200–500 bp、可能包含启动子-5′-UTR（PUTR）序列的 DNA 片段，并将其与荧光蛋白基因连接。与常用强 PUTR PsodU...
L-缬氨酸是支链氨基酸，也是多数哺乳动物必需营养素。本研究首先构建了 L-缬氨酸生产菌谷氨酸棒杆菌 C. glutamicum ΔppcΔaceEΔalatΔpqo。在此基础上，作者构建了基于 Lrp 型转录调控因子和温度敏感复制子的改进生物传感器，用于将胞内 L-缬氨酸浓度转换为可筛选的荧光输出。随后，利用大气常温等离子体（ART...
谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）是异源蛋白分泌生产的重要工业宿主，但目标蛋白产量受多种相互依赖的生物学与工艺参数影响，通常需要针对目标蛋白的直接检测才能进行高通量优化。本文报道了一种通用的 Sec 分泌生物传感器。作者通过转录组分析发现，高水平 Sec 途径分泌两种不同异源蛋白时，编码胞外 Htr...
氨基酸发酵是工业生物技术的重要支柱，全球氨基酸市场持续扩大并不断多元化。代谢工程已不再仅聚焦于百万吨级大宗氨基酸 L-谷氨酸和 L-赖氨酸的菌株开发，而是转向特种氨基酸的生产。为满足这一需求，研究者开发并应用了包括 CRISPR 基因编辑/干扰、遗传编码生物传感器以及灵活底物利用、共生产和共培养在内的新工具与工艺。本文以特种蛋白源氨...
丙酮酸羧化酶（PCx）是回补三羧酸循环的二氧化碳固定酶，在糖碳源生长过程中以草酰乙酸补充循环中间物。本研究利用赖氨酸生物传感器 pSenLys-Spc，在谷氨酸棒杆菌中筛选能够提高葡萄糖来源 L-赖氨酸产量的丙酮酸羧化酶变体。作者将经错误倾向 PCR 构建的 pyc 基因库转入合适的报告菌株，并通过荧光激活细胞分选（FACS）筛选胞...
谷氨酸棒杆菌中，mycothiol（MSH）是主要低分子硫醇。本研究将 Mrx1-roGFP2 生物传感器稳定整合到谷氨酸棒杆菌基因组，用于动态监测生长和氧化应激下 MSH 氧化还原电位（EMSH）。结果显示，野生型谷氨酸棒杆菌在生长曲线中维持高度还原的胞内 EMSH，基础水平约 -296 mV。与其 H2O2 抗性表型一致，菌株对...
胞内 NADPH 浓度分析是设计微生物生产菌株和工艺优化的前提。mBFP 是一种源自宏基因组的蓝色荧光蛋白，其荧光依赖 NADPH 结合。本文对 mBFP 进行了表征，结果显示其对 NADPH 具有高度特异性结合（KD 0.64 mM），不结合 NADH，并仅放大 NADPH 的内源荧光。mBFP 还能催化 NADPH 依赖的苯甲醛...
谷氨酸棒杆菌是工业生物技术中最重要的底盘菌之一。过去数十年，这种土壤细菌被用于大规模生产 L-谷氨酸和 L-赖氨酸，年产量达约 600 万吨。随着新型基因组编辑方法以及系统生物学和合成生物学工具的引入，谷氨酸棒杆菌的产品谱已从传统食品和饲料产品扩展到化学工业、化妆品和医疗健康领域。近五年来，其工业产品数量几乎翻倍，达到约 70 种天...
L-丝氨酸广泛用于医药、食品和化妆品工业。虽然谷氨酸棒杆菌可从糖直接发酵生产 L-丝氨酸，但产量仍较低。本研究以工程菌 C. glutamicum ΔSSAAI 为出发菌株，采用大气压室温等离子体（ARTP）诱变提高 L-丝氨酸产量，并基于特异性响应 L-丝氨酸的转录因子 NCgl0581 构建新型荧光生物传感器，通过荧光激活细胞分...
利用体内生物传感器定量监测胞内代谢物，是筛选高产菌株并实时观察产物积累的有效手段。本研究基于谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）的 LysR 型转录调控因子 ShiR 构建了一种莽草酸（shikimic acid, SA）生物传感器。该传感器在单细胞水平上对胞内 SA 浓度升高具有特异性响应，线性范围...
环磷酸腺苷（cAMP）在许多物种中作为第二信使发挥调控作用。在工业模式菌谷氨酸棒杆菌中，cAMP是全局转录调控因子GlxR的效应物，cAMP-GlxR复合物可激活或抑制约200个靶基因表达。膜结合III类腺苷酸环化酶CyaB由ATP合成cAMP，但菌内可能还存在未知cAMP合成酶；近期已鉴定cAMP磷酸二酯酶CpdA，可催化cAMP...
谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）是生物技术氨基酸生产的主力菌。50多年来，该放线菌的氨基酸生产菌株通过经典育种、代谢工程以及系统与合成生物学方法不断改进。本综述主要关注 C. glutamicum 菌株开发用于非天然产物的最新进展。最近，代谢物传感器加速了经典菌株育种。为利用替代碳源（如戊糖）并生...
多数生物技术相关代谢物不会赋予生产细胞明显表型，因此微生物代谢物生产分析仍主要依赖整体检测技术，可能掩盖单细胞差异。本研究应用近期开发的 Lrp 遗传编码生物传感器，对基于丙酮酸脱氢酶复合体缺陷（PDHC）菌株 C. glutamicum ΔaceE 的逐步工程化 L-缬氨酸生产菌株进行单细胞氨基酸生产监测。批培养中在线监测传感器输...
单细菌细胞中特定代谢物的检测与定量是工业生物技术的重要目标。本研究开发了一种基于谷氨酸棒杆菌转录调控因子 Lrp 的全细胞生物传感器，用于检测胞内 L-甲硫氨酸（L-Met）及支链氨基酸 L-缬氨酸（L-Val）、L-亮氨酸（L-Leu）和 L-异亮氨酸（L-Ile）。该传感器将 lrp 基因、lrp-brnF 间区启动子与增强型黄...