摘要:简述了工业生物技术的发展背景和意义，分析了基因组学和功能基因组学发展对工业生物技术的推动作用，重点介绍了本期专刊发表的代谢工程、发酵工程以及工业酶与生物催化领域的17篇论文。

摘要:微生物制造产业的发展迫切需要进一步提高认识、设计和改造微生物细胞代谢的能力，以推动工业生物技术快速发展。随着微生物全基因组序列等高通量数据的不断积聚和生物信息学策略的持续涌现，使全局性、系统化地解析、设计、调控微生物生理代谢功能成为可能。而基于基因组序列注释和详细生化信息整合的基因组规模代谢网络模型 (GSMM) 构建为全局理解和理性调控微生物生理代谢功能提供了最佳平台。以下在详述GSMM的应用基础上，描述了如何构建一个高精确度的GSMM，并展望了未来的发展方向。

摘要:组学技术在系统水平上对细胞代谢进行全面的分析，极大地促进了代谢工程的发展和应用。全基因组水平的转录分析可以使研究者更加精确地评估细胞表型，加深对细胞代谢的理解。而且转录组分析也有助于研究者鉴定菌种改良的目标基因，加速对微生物细胞工厂的合理设计及构建。文中介绍了3种主要转录组平台技术的原理，并总结了转录组学在代谢工程领域中应用的最新进展和未来发展趋势。

摘要:基因敲除技术是一项重要的分子生物学技术，在工业微生物代谢工程中具有广泛应用。以下从基因敲除技术的遗传重组原理出发，总结了基因敲除策略的类型、特征和应用，重点介绍了采用线性双链DNA的λ Red同源重组系统、使用环状质粒载体介导的单交换或双交换同源重组策略以及采用转座酶介导的转座重组等几种主要的基因敲除方法，进一步展望了基因敲除技术的发展前沿和应用前景。

摘要:代谢工程是工业微生物菌种改造的平台技术，不仅可用于改变微生物细胞内的代谢流向，也可以用于改善工业微生物的生理功能。在工业生产过程中，微生物细胞会面临多种胁迫作用，这些胁迫诱导的基因调节作用，都有可能影响细胞的许多重要生理功能，从而影响生物转化过程的效率。从工业应用的观点出发，选择生产性能良好、对发酵过程中的主要胁迫因素有较强耐受性的菌株至关重要。以下评述了借鉴传统代谢工程技术和反向代谢工程技术来提高工业微生物对胁迫抗性的若干研究策略，提出了该领域目前存在的问题，以及利用代谢工程技术改善微生物胁迫抗性——即

摘要:1,3-二羟基丙酮是一种重要的化工原料和医药中间体，广泛应用于化妆品、医药、食品等领域。以下综述了微生物法生产1,3-二羟基丙酮的代谢途径和关键酶，以及微生物法生产1,3-二羟基丙酮所涉及的代谢工程技术的研究进展。指出利用基因工程的方法对菌株进行改造，提高甘油脱氢酶催化活性，同时根据菌株的代谢特性，对发酵过程进行调控，提高1,3-二羟基丙酮的得率，是今后的研究方向。

摘要:二十二碳六烯酸 (简称DHA) 是一种重要的长链多不饱和脂肪酸，对人体具有重要的生理功能。微生物发酵生产的DHA与鱼油来源的DHA相比，具有诸多优点，其发展前景广阔。以下从发酵菌株、代谢途径、关键酶以及油脂积累机制等方面进行了综述，为通过代谢工程等技术手段进一步提高DHA产量提供了参考。

摘要:花生四烯酸作为一种重要的多价不饱和脂肪酸，因其具有多种生理功能而被认为是潜在的食品添加剂和药物。近年来，利用高山被孢霉合成花生四烯酸已成为研究热点。前期相关研究主要集中在菌种选育及发酵调控方面。随着研究的不断深入，关于高山被孢霉合成花生四烯酸的代谢途径的研究取得了较大进展。以下简要概述前期工作进展，着重论述花生四烯酸合成途径的关键酶及其高山被孢霉的遗传改造的研究情况，包括生物合成花生四烯酸代谢途径、关键酶及其应用、高山被孢霉的遗传操作系统的构建以及遗传改造的应用，并对其研究前景进行了展望。

摘要:为了考察聚球藻7942在混养条件下的能量利用效率，分别以葡萄糖和乙酸为碳源开展了聚球藻7942的混养培养研究，并在此基础上利用代谢通量分析方法对聚球藻7942混养条件下的碳代谢和能量利用进行了探讨。结果表明：葡萄糖和乙酸均能促进藻细胞生长，且乙酸促进藻细胞生长的作用更为明显；葡萄糖利用可明显增加藻细胞糖酵解途径中碳代谢流量，而乙酸利用则导致糖酵解途径中碳代谢流量减小，两种有机碳源均增加了柠檬酸循环中碳代谢流量；有机碳源导致藻细胞光化学效率下降，而葡萄糖较之乙酸降低藻细胞光化学效率更为明显。虽然混养条件下光

摘要:考察了外源添加中间代谢产物对菌体生长及发酵产酸的影响，结果表明添加0.5 g/L磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)时丁二酸产量最高。围绕产琥珀酸放线杆菌NJ113厌氧发酵产丁二酸的代谢网络进行代谢通量分析，发现添加PEP后己糖磷酸途径(HMP)与糖酵解途径(EMP)的通量比由39.4∶60.3提高至76.8∶22.6，解决了丁二酸合成过程中还原力不足的矛盾，导致PEP生成草酰乙酸的通量提高了23.8％，丁二酸代谢通量从99.8 mmol/(g DCW·h)增至124.4 mmol/(g DCW·h)，而副产物乙酸

摘要:利用大肠杆菌生产聚羟基脂肪酸酯是近来国际上生物可降解塑料的研究热点，本研究通过对适宜于聚羟基脂肪酸酯生产的大肠杆菌菌株的选择和碳源利用试验，初步确立了大肠杆菌代谢工程改造生产聚羟基脂肪酸酯的基础。并在此基础上，通过对大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖转移酶系统的改造和工程菌环境诱导系统的应用，解决了大肠杆菌工程菌无法同时利用多种碳源合成聚羟基脂肪酸酯的难题。发酵试验证明，工程化改造的大肠杆菌利用廉价底物在5 L 发酵罐中分批培养32 h后，菌体终浓度能够达到8.24 g/L，聚羟基脂肪酸酯占细胞干重的84.6

摘要:为了提高酮古龙酸菌Ketogulonicigenium vulgare和巨大芽胞杆菌Bacillus megaterium生产2-酮基-L-古龙酸(2-KLG) 的生产效率，分析了pH对K. vulgare和B. megaterium生长和产酸的影响，发现K. vulgare和B. megaterium的最适生长pH值分别为6.0和8.0，但是K. vulgare的糖酸转化活力在pH 7.0时达到最大值，因此提出了三阶段pH控制策略 (第一阶段：0~8 h，pH 8.0；第二阶段：8~20 h，pH 6.

摘要:对木薯粉和甘蔗汁混合原料进行高温高浓度乙醇发酵的条件进行了优化，在单因素实验的基础上，先应用Plackett-Burman试验设计筛选出影响发酵的重要参数，再利用正交试验设计确定重要因素的最佳水平，即：木薯粉与甘蔗汁的比例为1∶5 (W/V)，发酵初始pH为4.0~4.5，尿素添加量为0.25％ (W/W)，硫酸镁添加量为0.04％ (W/W)。最后在发酵过程中采用梯度温度控制，可显著提高发酵效率。在技术集成的基础上，进行了2 L发酵罐放大实验，经过48 h发酵，发酵成熟醪乙醇浓度可达17.84％ (V/

摘要:对厌氧发酵产丁二酸后的废弃细胞进行破壁处理，考察了以细胞水解液作为有机氮源重新用于丁二酸发酵的可行性。比较了超声破碎、盐溶、酶解3种方法破碎细胞获得的水解液作为氮源发酵产丁二酸的效果，结果表明酶解制得的细胞水解液效果最佳。以总氮含量为1.11 g/L的酶解液 (相当于10 g/L酵母膏) 作为氮源发酵，丁二酸产量可达42.0 g/L，继续增大酶解液用量对耗糖、产酸能力没有显著提高。将细胞酶解液与5 g/L酵母膏联用发酵36 h后，丁二酸产量达75.5 g/L，且丁二酸生产强度为2.10 g/(L·h)，比

摘要:凝乳酶在奶酪加工中应用广泛，为获得高活性的凝乳酶制剂，采用乳酸克鲁维酵母为宿主，首次对经密码子优化的牛凝乳酶原基因进行表达。利用DNAWorks3.0软件辅助设计，用两步PCR法合成了小牛凝乳酶原基因(GenBank Accession No. AA30448)。将该基因插入酵母表达载体pKLAC1，构建了重组载体pKLAC1-Prochy，并用电脉冲法将线性化的重组质粒转化到乳酸克鲁维酵母GG799中。通过含1％酪蛋白的YEPD平板活性筛选，PCR鉴定，最后获得了一株多拷贝整合的基因工程菌chy1。该菌

摘要:溶栓剂DSPAα1正处于治疗急性缺血性中风的III期临床研究，临床结果显示DSPAα1具有良好的药理学和安全特性。将DSPAα1基因序列按照毕赤酵母偏好密码子进行优化，并在毕赤酵母菌株GS115和KM71中进行表达，同时利用定点突变对糖基化侧链进行缺失，考察糖基侧链对毕赤酵母表达DSPAα1的影响。结果表明，野生型DSPAα1在GS115和KM71中均获得高表达，在摇瓶发酵条件下，表达量分别为70 mg/L和105 mg/L；利用SDS-PAGE对DSPAα1三种突变体 (N117Q、N362Q和N117

摘要:应用基于易错PCR随机突变的体外分子进化技术，来提高淀粉液化芽胞杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶的热稳定性。利用建立的基于96微孔板高通量筛选模型，经过两轮定向进化与高通量筛选，共筛选得到3株热稳定性明显提高的突变体2-JF-01、2-JF-02和2-JF-03。将野生型β-葡聚糖酶基因和热稳定性提高的突变基因的高效表达产物经镍亲和层析柱纯化后，酶学性质测定表明突变酶2-JF-01、2-JF-02和2-JF-03的T50值分别比野生酶 (53℃) 提高2.2℃、5.5℃和3.5℃。突变酶2-JF-01、2

摘要:利用重组大肠杆菌表达丝氨酸羟甲基转移酶 (SHMT) 和色氨酸酶 (TPase)，并利用双酶法合成L-色氨酸。采用PCR从大肠杆菌K12基因组中扩增上述两种酶的基因，利用pET-28a载体，构建单表达重组质粒pET-SHMT、pET-TPase和共表达重组质粒pET-ST。将上述3种重组质粒转入大肠杆菌BL21(DE3)进行表达。SDS-PAGE结果表明，单表达基因工程菌BL21(DE3)/pET-SHMT和BL21(DE3)/pET-TPase分别在47 kDa (SHMT) 和50 kDa (TPas