生物工程考研(生物工程考研可以考哪些专业)

生物工程考研，生物工程考研可以考哪些专业

目前世界范围内使用最广泛并且最有效的驱蚊剂是避蚊胺，但是由于一些蚊子种群对避蚊胺产生了抗药性，所以找到合适的替代品迫在眉睫。

此前有研究显示，让猫 “嗨” 起来的猫薄荷能对昆虫（特别是蚊子）产生强大的趋避作用，已被公认为是传统合成化学杀虫剂（DEET）的天然替代品。

（来源：The Catnip Times）

猫薄荷里起到驱蚊作用的关键成分是荆芥内酯，这是驱蚊的关键成分。

荆芥内酯可对大约 75% 的猫产生特殊作用。猫对此物质的反应与基因有关，感知的位置为嗅上皮（olfactory epithelium）。对人类而言，荆芥内酯具有许多较缓和的影响，可用作弱安眠药、抗痉挛药、退热药与抗细菌药。

但是由于从猫薄荷中直接提取荆芥内酯的效率和产量不足，导致它无法应用于规模化生产。

多年来，科学家们致力于使用真核宿主酿酒酵母微生物合成荆芥内酯，目前已实现采用基于酵母的全细胞生物催化，通过四步酶法从低成本前体生产半生物合成荆芥内酯，随后的因子设计和响应面方法优化方法使荆芥内酯滴度增加了 5.8 倍，达到 153 mg/L。

图 | 荆芥内酯提取物

但这一技术的实现并不是一蹴而就的，其中也走了很多弯路。

来自康考迪亚大学的 Vincent Martin 团队 2016 年左右基于当时的酵母菌株生产出了 11.4mg/L 的前体香叶醇，在引入 G10H 后，该菌株成功地产生了 5.3mg/L 的 10 - 羟基香叶醇，但是在表达 10HGO 和 ISY 后，GC-MS 检测不到香叶醇、10 - 羟基香叶醇、10 - 氧代香叶醇或荆芥内酯醇，而是观察到香茅醇和 10 - 羟基香茅醇等分流产物的显着峰。后来，发现 ISY 是一种将碳源通量转移到分流产物的混杂酶。

随后，来自加利福尼亚大学化学与生物分子工程系的 John M. Billingsley 团队尝试利用 NEPS1 环化酶 / 氧化酶从提供的底物 8 - 羟基香叶醇中生产荆芥内酯前体，而 8 - 羟基香叶醇可以利用醋酸香叶酯轻松合成，从而提高了该生物过程的经济可行性。

在这项研究中，NEPS1 用于使用全细胞生物催化在酿酒酵母中生产半生物合成荆芥内酯，对生物转化工艺参数进行了一次一个因素和多变量优化；执行 RSM 方法的预测导致产品滴度增加 5.8 倍。

图丨在酵母中生产荆芥内酯的策略。荆芥内酯的生产需要 NAD+依赖性香叶醇氧化还原酶（GOR）和 NAD (P) H 依赖性环烯醚萜合酶 (ISY) 的表达（图 A）。以前在野生型酵母菌株中表达 GOR 和 ISY 可以阐明两条代谢途径的终止，现在下游酶 NEPS1 可以通过立体选择性环化和之后氧化来提供荆芥内酯（图 A）。NEPS1 将荆芥内酯中不稳定的半缩醛氧化为内酯，提供更稳定的最终产品，不易开环或差向异构化，促进代谢物分析和生物催化剂产品的纯化。MLS1 启动子和 SPG5 终止子被选择用于协调基因表达，它们与驱动 GOR 和 ISY 表达的启动子和终止子具有大致相同的诱导和表达谱，使用酵母同源重组方法将表达盒克隆到 GOR 和 ISY 下游，产生质粒 pJB133（图 B)，并转化酵母菌株 YJB051，进行了标准的单次补料分批生物转化，通过 GC-MS 观察到荆芥内酯的产量为 26 mg/L，对应的产量为 0.08（实际 / 理论）（来源：研究论文）

不过他们还需要研究荆芥内酯可以作为猫引诱剂的特点，以防我们带着这种分子，虽然达到了驱蚊的效果，但是却面临着猫在追你的情形。

图 | 吸猫薄荷四连拍

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