代谢工程期刊上的文献

1991年,Bailey用代谢工程描述利用DNA重组技术对细胞的酶反应、物质运输以及调控功能的遗传操作,进而改良细胞生物活性的过程,标志着代谢工程向一门系统学科发展的转折点。代谢工程亦称途径工程,以区别于传统的单基因表达(第一代基因工程)和基因定向突变(第二代基因工程) ,是有目的地对细胞生化反应的代谢网络进行修饰的技术,在多基因水平上设计修饰细胞固有的代谢途径和遗传性状,并赋予细胞更为优越甚至崭新的产物生产品质。代谢工程在提高宿主细胞原有代谢物的产量、产生新物质、扩展和构建新代谢途径、生产代谢产物如氨基酸、抗生素、维生素以及降解环境污染物等诸多方面显示出广阔的应用前景。从理论上提高Trp产率是代谢工程的首要任务,这需要对Trp生物合成和对细胞内控制Trp 代谢的异化途径有很好的了解,同时还要有一个在较宽的微生物代谢网络内描述这些途径的有效的数学模型。早期的模型主要考虑色氨酸操纵子动力学的某个方面,仅有少数研究模型,综合考虑了色氨酸操纵子的三种作用机制。修志龙等将代谢工程理论引入trp代谢分析领域,建立了适宜的数学模型,发现在代谢稳定的条件下,阻遏水平和酶的反馈抑制强度严重地影响了目标变量,即trp 浓度。Santillan等人提出的动力模型采用Second Lyapunov’s method分析,通过对野生菌株和几株改良菌株(邻氨基苯甲酸合成酶反馈抑制和弱化作用分别解除)的性能进行比较、验证,得出结论认为酶的反馈抑制对于系统稳定性具有重要作用,而弱化作用影响较小,主要在Trp营养发生改变时发生作用。这两个模型有一定的代表性,它们考虑了酶的反馈抑制,对于Trp生物合成具有一定指导意义;但其不足也很明显,仅仅考虑了邻氨基苯甲酸合成酶的反馈抑制作用,对其它酶未作考虑,另外一个不足是缺乏高产色氨酸菌株来加以验证。

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合成生物学与代谢工程　　随着DNA重组技术的日趋成熟,代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科,在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。