用分析生物学相关的遗传学手段对细胞进行有精确目标的基因操作, 改变微生物原有的代谢或调节系统, 实现目的产物代谢活性的提高。Р目前对代谢工程较系统的定义Р代谢工程的研究目的Р 通过重组DNA技术构建具有能合成目标产物的代谢网络或具有高产能力的工程菌并用于生产。Р7Р(1)提高细胞现存代谢途径中天然产物的产量;?(2)改造细胞现存的代谢途径,使其合成新产物,这种新产? 物可以是中间代谢产物或修饰型的最终产物;?(3)对不同细胞的代谢途径进行拟合,构建全新的代谢通? 路,从而产生细胞自身不能合成的新产物;?(4)优化细胞的生物学特性,如:生长速率、极端环境条件? 和耐受性等。Р3、代谢工程主要应用方向Р8Р4、代谢工程三个基本观点Р三大观点Р代谢能支撑观点Р代谢网络观点Р细胞经济观点Р时间性?空间性Р整体性?流动性?层次性Р自主性Р微生物代谢的复杂性Р9Р5、反向代谢工程Р范例:利用透明颤菌血红蛋白来缓解供氧不足。? Bailey 研究小组克隆了透明颤菌的血红蛋白基因, 并通过在大肠杆菌中表达该基因, 大大地提高了大肠杆菌在微氧环境中的细胞生长。Р概念:是一种采用逆向思维方式进行代谢设计的新型代谢工程。就是先在异源生物或相关模型系统中,通过计算或推理确定所希望的表型,然后确定该表型的决定基因或特定的环境因子,然后通过基因改造或环境改造使该表型在特定的生物中表达。Р10Р二、微生物代谢工程的发展历程Р天然发酵时代? 微生物发酵已经有几千年的历史,早在2000多年以前,人们就开始利用微生物进行白酒、黄酒、葡萄酒、啤酒和清酒等的发酵,此时的发酵被称为。?现代发酵工业时代? 20世纪40年代,随着抗生素青霉素的发酵生产的大规模进行,开始了。通过自然选择的方法,人们用10-6的突变几率来筛选所谓的高产菌株。由于没有代谢控制发酵理论作为指导,直到20世纪60年代现代发酵工业仍处于盲目阶段。
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