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食品与生物工程学院
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齐向辉博士课题组在微生物途径工程研究方面的新进展

齐向辉副教授课题组一直致力于微生物的代谢途径、酶的分子改造及工程菌发酵研究。目前该课题组已经在1,3-丙二醇途径工程和关键酶的分子改造、木糖醇代谢途径改造、五碳糖/六碳糖代谢途径工程及发酵等领域取得研究进展。

1,3-丙二醇是本世纪具有广阔市场潜力的化工原料,在化学、食品、医药、化妆品等很多领域有非常广泛的应用。该课题组以宏基因组为材料,利用分子生物学技术,结合计算机模拟、三维结构模型方法,优化1,3-丙二醇生物合成途径并对关键酶系进行分子改造,使关键酶的活力提高了上百倍,同时解析了关键酶系的结构与功能之间的关系及催化机制;另外,课题组已通过Genome shuffling技术获得了多株1,3-丙二醇耐受性菌株,并致力于其调控机制的研究。目前,所构建的基因工程菌已应用于发酵生产,极大地促进了关键酶系的工业化应用。

Fig. 1 Superimpositon of 20 models about a key domain of glycerol dehydratase

木糖醇作为一种功能性甜味剂,在食品等行业中具有十分重要的应用价值和巨大的市场潜力。课题组构建并改造了相关的微生物代谢途径,以五碳糖/六碳糖为原料混合发酵生成木糖醇,并对关键途径和关键酶进行改造,优化代谢途径、提高酶活力、改变酶的底物选择性及整体转化率,使木糖醇的工程菌生产工艺具有工业化竞争优势。

生物乙醇是一种重要的可再生绿色新型能源,利用可再生木质纤维资源生物转化生产乙醇的研究引起了广泛的关注,其中木糖的高效利用是该技术工业化的基础和制约因素。课题组从宏基因组中获取生物合成乙醇的一系列性能优良的关键酶,进行系统的途径工程改造,构建系列工程菌。同时,以三维结构为基础,对酶进行分子改造,了解结构和功能之间的关系,进行生物乙醇的发酵合成及机制的研究,促进生物乙醇生产技术的发展。

Fig. 2 3D structure of xylose isomerase constructed through homology modeling

除此之外,课题组还开展多种酶的开发与研究工作。

录入时间: 2013-04-08   〖返回〗   〖收藏〗 查看次数:     
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