前辅文
1 绪论
1.1 人工细胞工厂
1.1.1 概念
1.1.2 类别
1.1.3 发展历程
1.2 人工细胞工厂的研发流程
1.2.1 设计
1.2.2 构建
1.2.3 测试
1.2.4 学习
1.3 人工细胞工厂的应用领域
1.3.1 化工领域
1.3.2 能源领域
1.3.3 材料领域
1.3.4 农业与食品领域
1.3.5 医药领域
1.4 本教材的知识导图
2 代谢途径设计
2.1 概述
2.1.1 代谢途径设计的基本流程
2.1.2 代谢途径设计依赖的数据库
2.2 基于约束的代谢途径设计
2.2.1 通量平衡分析
2.2.2 基于底盘代谢网络模型的代谢途径设计
2.2.3 基于数据库的代谢途径设计
2.3 基于图论的代谢途径设计
2.3.1 基于图论方法进行代谢途径设计的原理
2.3.2 流通代谢物移除
2.3.3 代谢网络加权
2.3.4 代谢物结构相似性
2.3.5 原子映射
2.3.6 组合方法
2.4 逆生物合成代谢途径设计
2.4.1 逆生物合成代谢途径设计的原理
2.4.2 逆合成代谢途径设计的过程
2.4.3 苯乙烯合成代谢途径设计
2.5 代谢途径筛选原则与综合评价
2.5.1 代谢途径筛选原则
2.5.2 综合评价
3 代谢途径构建
3.1 游离表达设计与构建
3.1.1 串联表达
3.1.2 融合表达
3.1.3 酶复合体表达
3.1.4 模块表达
3.1.5 正交表达
3.2 染色体整合表达设计与构建
3.2.1 染色体整合技术
3.2.2 单位点整合表达
3.2.3 多位点整合表达
3.2.4 多拷贝整合表达
3.3 调控回路设计与构建
3.3.1 代谢途径调控的基本模式
3.3.2 静态代谢途径调控回路
3.3.3 动态代谢途径调控回路
3.3.4 核糖开关调控
4 人工细胞工厂优化
4.1 细胞器工程
4.1.1 线粒体
4.1.2 过氧化物酶体
4.1.3 内质网
4.1.4 脂滴
4.2 辅因子工程
4.2.1 天然辅因子系统
4.2.2 辅因子类型转换
4.2.3 酶对辅因子偏好性的转换
4.2.4 正交辅因子系统
4.2.5 辅因子平衡开关
4.3 全局转录调控工程
4.3.1 全局转录装置工程
4.3.2 CRISPR系统调控工程
4.4 进化工程
4.4.1 适应性实验室进化
4.4.2 随机突变实验室进化
4.4.3 定向突变实验室进化
5 人工细胞工厂测试
5.1 概述
5.1.1 人工细胞工厂性能
5.1.2 常规培养筛选技术
5.1.3 微孔板培养筛选技术
5.1.4 高通量培养分选技术
5.2 微流控分选技术
5.2.1 荧光激活细胞分选
5.2.2 荧光激活液滴分选
5.2.3 拉曼激活单细胞液滴分选
5.3 仪器分析技术
5.3.1 高通量质谱技术
5.3.2 液相色谱——质谱技术
5.3.3 光谱技术
6 人工大肠杆菌细胞工厂
6.1 概述
6.1.1 细胞结构与功能布局
6.1.2 基因组与遗传特点
6.1.3 生理与代谢特点
6.1.4 应用与研究进展
6.2 常用元件与构建工具
6.2.1 常用元件
6.2.2 常用载体
6.2.3 遗传转化方法
6.2.4 构建工具
6.3 琥珀酸细胞工厂
6.3.1 理化性质及应用
6.3.2 琥珀酸细胞工厂设计
6.3.3 琥珀酸细胞工厂构建
6.3.4 发酵工艺优化
6.4 L-苯丙氨酸细胞工厂
6.4.1 L-苯丙氨酸的理化性质及应用
6.4.2 L-苯丙氨酸细胞工厂设计
6.4.3 L-苯丙氨酸细胞工厂构建
6.4.4 发酵工艺优化
6.5 1,4-丁二醇细胞工厂
6.5.1 1,4-丁二醇的理化性质及应用
6.5.2 1,4-丁二醇细胞工厂设计
6.5.3 1,4一丁二醇细胞工厂构建
6.5.4 发酵工艺优化
6.6 异戊二烯细胞工厂
6.6.1 异戊二烯的理化性质及应用
6.6.2 异戊二烯细胞工厂设计
6.6.3 异戊二烯细胞工厂构建
6.6.4 发酵工艺优化
7 人工谷氨酸棒杆菌细胞工厂
7.1 概述
7.1.1 细胞结构与功能布局
7.1.2 基因组与遗传特点
7.1.3 生理与代谢特点
7.1.4 应用与研究进展
7.2 常用元件与构建工具
7.2.1 常用元件
7.2.2 常用载体
7.2.3 遗传转化方法
7.2.4 构建工具
7.3 L-谷氨酸族细胞工厂
7.3.1 L-精氨酸理化性质及应用
7.3.2 L-精氨酸细胞工厂设计
7.3.3 L-精氨酸细胞工厂构建
7.3.4 发酵工艺优化
7.4 L-天冬氨酸族细胞工厂
7.4.1 L-赖氨酸理化性质及应用
7.4.2 L-赖氨酸细胞工厂设计
7.4.3 L-赖氨酸细胞工厂构建
7.4.4 发酵工艺优化
7.5 支链氨基酸细胞工厂
7.5.1 L-缬氨酸的理化性质及应用
7.5.2 L-缬氨酸细胞工厂设计
7.5.3 L一缬氨酸细胞工厂构建
7.5.4 发酵工艺优化
8 人工枯草芽孢杆菌细胞工厂
8.1 概述
8.1.1 细胞结构与功能布局
8.1.2 基因组与遗传特点
8.1.3 生理与代谢特点
8.1.4 应用与研究进展
8.2 常用元件与构建工具
8.2.1 常用元件
8.2.2 常用载体
8.2.3 遗传转化方法
8.2.4 构建工具
8.3 蛋白质产品细胞工厂
8.3.1 优化表达系统
8.3.2 优化信号肽
8.3.3 增加蛋白质转运通道
8.3.4 过表达信号肽酶
8.3.5 协调分子伴侣的表达水平
8.4 核苷细胞工厂
8.4.1 核苷理化性质及应用
8.4.2 尿苷生物合成途径
8.4.3 尿苷细胞工厂设计与构建
8.4.4 发酵工艺优化
8.5 核黄素细胞工厂
8.5.1 核黄素理化性质及应用
8.5.2 核黄素生物合成途径
8.5.3 核黄素细胞工厂设计与构建
8.5.4 发酵工艺优化
8.6 2,3-丁二醇细胞工厂
8.6.1 2,3-丁二醇的理化性质及应用
8.6.2 2,3一丁二醇生物合成途径
8.6.3 2,3-丁二醇细胞工厂设计与构建
8.6.4 发酵工艺优化
9 人工嗜盐菌细胞工厂
9.1 概述
9.1.1 细胞结构与功能布局
9.1.2 基因组与遗传特点
9.1.3 生理与代谢特点
9.1.4 应用和研究进展
9.2 常用元件与构建工具
9.2.1 常用元件
9.2.2 常用载体
9.2.3 构建工具
9.3 PHB细胞工厂
9.3.1 PHB的理化性质及应用
9.3.2 PHB细胞工厂设计
9.3.3 PHB细胞工厂构建
9.3.4 发酵工艺优化
9.4 P34HB细胞工厂
9.4.1 P34HB的理化性质及应用
9.4.2 P34HB细胞工厂设计
9.4.3 P34HB细胞工厂构建
9.4.4 发酵工艺优化
9.5 PHBV细胞工厂
9.5.1 PHBV的理化性质及应用
9.5.2 PHBV细胞工厂设计
9.5.3 PHBV细胞工厂构建
9.5.4 发酵工艺优化
10 人工放线菌细胞工厂
10.1 概述
10.1.1 细胞结构与功能布局
10.1.2 基因组与遗传特点
10.1.3 生理与代谢特点
10.1.4 应用及研究进展
10.2 常用元件与构建工具
10.2.1 常用元件
10.2.2 常用载体
10.2.3 遗传转化方法
10.2.4 构建工具
10.3 红霉素细胞工厂
10.3.1 红霉素的活性及应用
10.3.2 红色糖多孢菌
10.3.3 红霉素生物合成途径
10.3.4 红霉素细胞工厂设计
10.3.5 红霉素细胞工厂构建
10.3.6 红霉素发酵工艺优化
10.4 靛蓝啶细胞工厂
10.4.1 靛蓝啶的理化性质及应用
10.4.2 靛蓝啶的生物合成途径
10.4.3 靛蓝啶细胞工厂设计
10.4.4 靛蓝啶细胞工厂构建
10.4.5 发酵工艺优化
11 人工酿酒酵母细胞工厂
11.1 概述
11.1.1 细胞结构与功能布局
11.1.2 基因组与遗传特点
11.1.3 生理与代谢特点
11.1.4 应用与进展
11.2 常用元件与构建工具
11.2.1 常用元件
11.2.2 常用载体
11.2.3 遗传转化方法
11.2.4 构建工具
11.3 乙醇细胞工厂
11.3.1 乙醇理化性质及应用
11.3.2 燃料乙醇细胞工厂设计
11.3.3 燃料乙醇细胞工厂构建
11.3.4 发酵工艺优化
11.4 香茅醇细胞工厂
11.4.1 理化性质及应用
11.4.2 香芳醇细胞工厂设计
11.4.3 香茅醇细胞工厂构建
11.4.4 发酵工艺优化
11.5 二氢青蒿酸细胞工厂
11.5.1 理化性质及应用
11.5.2 二氢青蒿酸的细胞工厂设计
11.5.3 二氢青蒿酸细胞工厂构建
11.5.4 发酵工艺优化
11.6 长春碱细胞工厂
11.6.1 理化性质及应用
11.6.2 长春碱细胞工厂设计
11.6.3 长春碱前体细胞工厂构建
11.6.4 发酵工艺优化
12 人工解脂耶氏酵母细胞工厂
12.1 概述
12.1.1 细胞结构与功能布局
12.1.2 基因组与遗传特点
12.1.3 生理与代谢特点
12.1.4 应用与进展
12.2 常用元件与构建工具
12.2.1 常用元件
12.2.2 常用表达载体
12.2.3 构建工具
12.3 油脂细胞工厂
12.3.1 微生物油脂
12.3.2 油脂细胞工厂设计
12.3.3 油脂细胞工厂构建
12.3.4 发酵工艺优化
12.4 β-胡萝卜素细胞工厂
12.4.1 β-胡萝卜素理化性质及应用
12.4.2 β-胡萝卜素细胞工厂设计
12.4.3 β-胡萝卜素细胞工厂构建
12.4.4 发酵工艺优化
13 人工毕赤酵母细胞工厂
13.1 概述
13.1.1 细胞结构与功能布局
13.1.2 基因组与遗传特点
13.1.3 生理与代谢特点
13.1.4 应用与进展
13.2 常用元件与构建工具
13.2.1 常用元件
13.2.2 常用载体
13.2.3 遗传转化方法
13.2.4 构建工具
13.3 3-羟基丙酸细胞工厂
13.3.1 3-羟基丙酸的理化性质及应用
13.3.2 3-羟基丙酸生物合成途径
13.3.3 3-羟基丙酸细胞工厂设计
13.3.4 3-羟基丙酸细胞工厂构建
13.3.5 发酵工艺优化
13.4 长链脂肪酸细胞工厂
13.4.1 理化性质及应用
13.4.2 脂肪酸细胞工厂设计
13.4.3 脂肪酸细胞工厂构建
13.4.4 发酵工艺优化
13.5 洛伐他汀细胞工厂
13.5.1 理化性质及应用
13.5.2 洛伐他汀生物合成途径
13.5.3 洛伐他汀细胞工厂设计
13.5.4 洛伐他汀细胞工厂构建
13.5.5 发酵工艺优化
14 化学品混菌细胞工厂
14.1 概述
14.1.1 混菌细胞工厂的优势
14.1.2 化学品混菌细胞工厂进展
14.2 混菌细胞工厂设计
14.2.1 代谢途径分配原则
14.2.2 中立混菌细胞工厂
14.2.3 互利共生混菌细胞工厂
14.3 2-苯乙醇混菌细胞工厂
14.3.1 2-苯乙醇的理化性质及其应用
14.3.2 2-苯乙醇生物合成途径
14.3.3 2-苯乙醇混菌细胞工厂设计
14.3.4 2-苯乙醇混菌细胞工厂构建
14.3.5 发酵工艺优化
14.4 丁醇混菌细胞工厂
14.4.1 丁醇的理化性质及其应用
14.4.2 丁醇的生物合成途径
14.4.3 单菌细胞工厂的性能
14.4.4 丁醇混菌细胞工厂设计
14.4.5 发酵工艺优化
15 天然产物混菌细胞工厂
15.1 概述
15.1.1 混菌合成天然产物的优势与挑战
15.1.2 天然产物混菌细胞工厂研究进展
15.2 红景天苷混菌细胞工厂
15.2.1 理化性质及应用
15.2.2 双大肠杆菌细胞工厂设计
15.2.3 双大肠杆菌细胞工厂构建
15.2.4 双大肠杆菌细胞工厂发酵工艺优化
15.3 水飞蓟宾混菌细胞工厂
15.3.1 理化性质及应用
15.3.2 水飞蓟宾生物合成途径
15.3.3 双大肠杆菌底盘细胞设计与构建
15.3.4 三大肠杆菌细胞工厂设计与构建
15.4 氧化紫杉烷混菌细胞工厂
15.4.1 理化性质及应用
15.4.2 氧化紫杉烷的生物合成途径
15.4.3 大肠杆菌——酿酒酵母细胞工厂设计与构建
15.4.4 大肠杆菌一一酿酒酵母细胞工厂发酵工艺优化
索引
