基于计算系统生物学与合成生物学的结合,构建了萜类、聚酮等天然产物合成生物学的in silico分析研究平台,应用该平台主要可以进行如下研究①天然产物在异源宿主中的最大理论产率。它给出了异源合成的目标和方向。②影响目标产物产率的关键因素分析。③异源宿主的模拟改造。基于该平台,本项目分析了几个重要天然产物(红霉素关键前体6dEB、萜类共同前体IPP等)异源合成的最大理论产率,作为宿主和底物选择的依据;分析了影响最大理论产率的关键因素;以提高产物产率为目标,设计了两套算法用于系统挖掘潜在的关键基因改造靶位,并应用于提高6dEB、IPP异源合成产率的研究;以大肠杆菌为宿主,对其内源的萜类前体供应进行了途径工程改造,极大地提高了下游萜类化合物(如紫杉二烯)的合成水平。产物运转方面,通过对耐药泵acrAB-TolC进行强化表达,有效提高了大肠杆菌产青蒿酸前体Amorphadiene的水平,该成果为萜类等天然产物在大肠杆菌中的异源生物合成产物运转研究奠定了良好的基础。
英文主题词Natural products; heterologous biosynthesis; terpenoids; synthetic biology