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...
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...
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...
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...
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...
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...
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...
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...
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...