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NADPH还原型辅酶Ⅱ可为细胞工厂基因改造提供更多的思路

2018-01-17      点击:383
   NADPH还原型辅酶Ⅱ可为细胞工厂基因改造提供更多的思路
  基于辅酶工程的NADPH还原型辅酶Ⅱ四钠代谢调控包括内源和外源调控两种方法。其中外源调控主要采用生化工程方法,通过添加外源代谢物、不同还原态碳源或烟酰胺辅酶前体等实现对NADPH代谢的调控;而内源调控则通过基因工程和代谢工程手段,调控同NADPH代谢相关的酶和反应途径,近年来广泛采用的NADPH内源调控策略。许多生物转化过程需大量NADPH,产物合成往往因NADPH的供应不足而受到限制。根据NADPH合成与代谢的途径,NADPH还原型辅酶Ⅱ基于辅酶工程的NADPH代谢调控策略主要包括—过量表达NADPH代谢相关酶、敲除NADPH代谢相关基因及引入特定代谢途径。
  通过辅酶工程手段,过量表达NADPH还原型辅酶Ⅱ四钠代谢相关酶、敲除NADPH代谢相关基因或引入特定代谢途径,对于增加NADPH供给、维持胞内氧化还原辅因子平衡和过量积累目的产物获得了较好的应用效果,显示出辅因子调控对中心代谢网络的作用。但由于微生物代谢网络结构和代谢网络调控的高度复杂性,NADPH还原型辅酶Ⅱ目前从代谢网络全局系统深入理解辅因子调控与中心碳代谢途径相互作用机制方面的研究仍非常欠缺。
  随着后基因组时代系统生物学和高通量分析技术的诞生和发展,为定量研究辅因子调控对微生物代谢物组、通量组、蛋白质组和转录组的影响,进而揭示辅因子调控与中心碳代谢网络之间的关系奠定基础。目前,已有科学家通过化学计量模型预测出提高NADPH还原型辅酶Ⅱ四钠供给的zui佳基因型组合;或是从菌株的特殊表型出发,以反向代谢工程思路,运用高通量组学分析技术,定位非直观的NADPH代谢改造靶点。随着代谢工程的发展,探索不同NADPH/NADP+比率下代谢通量、蛋白表达、转录水平等的改变,NADPH还原型辅酶Ⅱ揭示胞内NADPH调控与微生物功能的关系,可为细胞工厂基因改造提供更多的思路。
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