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摘要
微生物新药的产业化和高效制造是国家重大需求。然而天然产物作为次级代谢产物并非微生物生存所必需,以生存为目标的自然演化使微生物只在营养困乏期或者应激反应时才精确调控少量产生。尽管大量次级代谢产物的生物合成途径都得到了阐明,但初级代谢和次级代谢之间的转换机制仍不清楚,已成为制约细胞工厂高效生物制造药物的瓶颈。建立合成生物学5M策略和活细胞代谢实时监测工具是解决该科学问题的关键。本文聚焦链霉菌聚酮类化合物代谢转换机制的研究和智能制造,利用开发的系列特异性监测NAD(H)、NADP(H)的遗传编码荧光探针,详细解析了链霉菌胞内三酰甘油(TAGs)的降解机制,通过设计符合原子经济性原则的产物生物合成途径、动态精细调控等策略大幅度提高几种聚酮类药物(actinorhodin,jadomycin B和oxytetracycline)产量,其中阿维菌素B1a的工业生产效价提高了50%以上,达到有史以来最高的效价。
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