合成生物学与代谢工程 随着DNA重组技术的日趋成熟,代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科,在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。
一般三类，五年一评。
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医学期刊常规来说只分为 SCI 核心期刊 和普通期刊但是有一些省份会自己把期刊划分为一类二类三类，比如浙江省一类期刊是国家级的核心期刊，二类的是除国家级核心期刊之外的其它核心期刊，三类的就是普通期刊。还有河南、陕西、四川 等地也把期刊分为A类B类或者一类二类也有的是一类为中文核心或者中华牌，二类为科技核心
合成生物学与代谢工程 随着DNA重组技术的日趋成熟,代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科,在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。
合成生物学与代谢工程 随着DNA重组技术的日趋成熟,代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科,在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。
1991年,Bailey用代谢工程描述利用DNA重组技术对细胞的酶反应、物质运输以及调控功能的遗传操作,进而改良细胞生物活性的过程,标志着代谢工程向一门系统学科发展的转折点。代谢工程亦称途径工程,以区别于传统的单基因表达(第一代基因工程)和基因定向突变(第二代基因工程) ,是有目的地对细胞生化反应的代谢网络进行修饰的技术,在多基因水平上设计修饰细胞固有的代谢途径和遗传性状,并赋予细胞更为优越甚至崭新的产物生产品质。代谢工程在提高宿主细胞原有代谢物的产量、产生新物质、扩展和构建新代谢途径、生产代谢产物如氨基酸、抗生素、维生素以及降解环境污染物等诸多方面显示出广阔的应用前景。从理论上提高Trp产率是代谢工程的首要任务,这需要对Trp生物合成和对细胞内控制Trp 代谢的异化途径有很好的了解,同时还要有一个在较宽的微生物代谢网络内描述这些途径的有效的数学模型。早期的模型主要考虑色氨酸操纵子动力学的某个方面,仅有少数研究模型,综合考虑了色氨酸操纵子的三种作用机制。修志龙等将代谢工程理论引入trp代谢分析领域,建立了适宜的数学模型,发现在代谢稳定的条件下,阻遏水平和酶的反馈抑制强度严重地影响了目标变量,即trp 浓度。Santillan等人提出的动力模型采用Second Lyapunov’s method分析,通过对野生菌株和几株改良菌株(邻氨基苯甲酸合成酶反馈抑制和弱化作用分别解除)的性能进行比较、验证,得出结论认为酶的反馈抑制对于系统稳定性具有重要作用,而弱化作用影响较小,主要在Trp营养发生改变时发生作用。这两个模型有一定的代表性,它们考虑了酶的反馈抑制,对于Trp生物合成具有一定指导意义;但其不足也很明显,仅仅考虑了邻氨基苯甲酸合成酶的反馈抑制作用,对其它酶未作考虑,另外一个不足是缺乏高产色氨酸菌株来加以验证。
合成生物学与代谢工程 随着DNA重组技术的日趋成熟,代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科,在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。
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医学期刊常规来说只分为 SCI 核心期刊 和普通期刊但是有一些省份会自己把期刊划分为一类二类三类，比如浙江省一类期刊是国家级的核心期刊，二类的是除国家级核心期刊之外的其它核心期刊，三类的就是普通期刊。还有河南、陕西、四川 等地也把期刊分为A类B类或者一类二类也有的是一类为中文核心或者中华牌，二类为科技核心
1、《中国社区医师》：国内发行量最大的国家级综合性医学期刊、中国知网收录期刊、旬刊。2、《医学信息》：国内发行速度最快的国家级综合性医学期刊、中国知网收录期刊、旬刊。3、《吉林医学》：创刊历史久远，综合性医学学术期刊、旬刊、中国知网收录期刊。4、《中国医药指南》：国家级科技期刊、半月刊、中国知网收录期刊。5、《中国中医药现代远程教育》：国家级科技期刊、半月刊、中国知网收录期刊。6、《内蒙古中医药》：综合性学术期刊、旬刊、万方收据库收录期刊，职称晋升认定期刊。7、《按摩与康复医学》：国家级优秀科技期刊、中华中医药学会系列、万方数据库收录、职称晋升认定期刊。8、《中国卫生产业》：国家级医药卫生期刊、月刊、中国核心期刊（遴选）数据库收录期刊。9、《中国当代医药》：国家级医药卫生专业刊物、旬刊、中国知网收录期刊。10、《中国现代医生》：国家级综合性医学期刊、旬刊、中国知网收录期刊。11、《中国乡村医药》：国家级综合性医学期刊、旬刊、中国知网收录期刊。12、《中国医药导报》：国家级期刊、中国科技论文统计源期刊、中国知网收录期刊。13、《中国美容医学》：中国科技核心期刊、月刊、中国知网收录期刊。14、《中国药业》：中国科技核心期刊、半月刊、中国知网收录期刊。15、《临床合理用药杂志》：综合性医药卫生类学术期刊、半月刊、中国知网收录期刊。
人工生物学研究的先驱、代谢工程专家杰伊·科斯林大胆预测：未来我们能够使用随手可得的、便宜的淀粉、蔗糖等设计和制造出一些可用来制备特殊化学产品的分子、细胞和微生物；代谢工程也将后来居上，超过并取代现在科学家用来制造药品、塑料等的有机合成化学，成为化学工业的支柱。代谢工程：改造细胞的代谢途径代谢工程是基因工程的延伸，即利用基因工程技术定向改造细胞的代谢途径，以改善产物的形成和细胞的性能。基因工程通常只涉及少量基因的改造，比如将编码某种蛋白药物的单一基因转入酵母，然后用该酵母发酵生产该药物。但是，代谢工程会涉及大幅度的基因改变，比如，要在大肠杆菌中生产某种代谢产物如紫杉醇（尚在研究阶段），就必须把一系列相关途径的酶的基因全部导入大肠杆菌，并且敲除不必要和有害的大肠杆菌中原本就有的代谢通路，以构建出一整套大肠杆菌中原本没有的紫杉醇的代谢途径，使大肠杆菌能够生产紫杉醇。科斯林是美国能源部下属的联合生物能源研究所（JBEI，美国能源部资助的三个生物能源研究中心中的一个，主要目的是推进下一代生物燃料的研发工作）的首席执行官；他也负责美国劳伦斯伯克利国家实验室的生物科学研究项目；另外，他还是加州大学伯克利分校合成生物工程研究中心的负责人。科斯林表示，科学家可以通过将酶或不同宿主产生的代谢路径结合进单个微生物中，同时通过对酶进行基因修改让其具有新的功能来制造非天然的特殊化学物质、散装化学物质和燃料。代谢工程未来的目标包括设计出能够专门用于制造某些化学品和生产过程的分子和细胞。代谢工程产生青蒿酸在一篇发表于去年12月3日出版的《科学》杂志的论文中，科斯林认为，作为现代生物技术主要的技术手段之一，代谢工程在使用微生物生产化学物质方面大有潜力，目前，这些化学物质主要由不可再生的能源或有限的自然资源来生产。2006年，科斯林在《自然》杂志撰文指出，他和同事成功地使用代谢工程，用转基因酵母合成了青蒿素的前体物质青蒿酸，新突破有望大幅增加青蒿素的产量，降低治疗疟疾的费用。此前，该小组曾将青蒿的一个基因植入大肠杆菌，利用细菌的生物合成过程获得了一些中间物质，但这些物质还需要几步反应才能生成青蒿酸。在最新研究中，研究人员在青蒿里发现了一种与青蒿酸合成有关的新酶，将制造这种酶的基因植入酿酒酵母后，酵母制造出了青蒿酸。在研究过程中，科斯林教授领导的小组还对有关代谢途径作了重新设计，解决了天然或非天然代谢物大量积累对寄主的毒性问题，并对改造后的微生物用变异进化法进行优化筛选，最终将青蒿素合成的成本降低了10倍。此外，2008年，美国莱斯大学科学家报告称，他们可以利用大肠杆菌发酵生产具有较高市场价值的甘油。以前的研究一直认为，在代谢途径中可以产生1,3-丙二醇的细菌就可以发酵甘油，然而无论是大肠杆菌还是酵母菌都不能产生1,3-丙二醇。新研究揭示了以前未知的一条甘油发酵代谢途径，利用与1,3-丙二醇类似的1,2-丙二醇来发酵甘油，而1,2-丙二醇可由大肠杆菌发酵产生。借助代谢工程，用清洁环保、可再生生物燃料取代汽油和其他交通燃料也大有可能。目前，他和其在JBEI的研究团队正在将代谢工程和有机合成化学方法结合起来，用木质纤维素类生物质人工合成液态交通燃料。制备散装化学材料科斯林表示：“未来，代谢工程学将让有机合成化学相形见绌。”他以制备药物成分为例，在该领域，代谢工程的优势明显胜过有机合成化学。其中包括三类特定的化学物质——主要来源于植物的生物碱、由不同细菌和真菌制造的聚酮化合物以及一般也由细菌制造的非核糖体多肽。科斯林认为，或许，未来代谢工程学最好的机会将是用于制造以石油为原料的散装化学物质，包括汽油和其他燃料、聚合物以及溶剂等。因为这样的产品能够通过对石油进行催化而得到，所以，到现在为止，一直很少有人使用微生物来制备这些产品。但随着油价飙升，以及考虑到资源紧缺和气候变化等因素，现在这种情况已经发生了变化。他表示，现在，借助代谢工程，人们可以使用成本低廉的淀粉、蔗糖或使用微生物作催化剂的纤维素生物质等原材料来制造这些化学物质。关键是，在代谢机制被修改过的细胞内制造出的这些化学物质，是目前产品所需要的准确分子，而不是一些“相同但更环保”、在使用之前还需经过广泛测试的产品。面临的障碍在其发表于《科学》杂志的论文中，科斯林也提到了未来用新陈代谢工程学定制生产出微生物和分子所面临的强大障碍，其中包括需要“调试程序”——发现和修复经过新陈代谢工程处理后的细胞中出现的错误。然而，他确信，这些障碍能够也必将被克服。“我们能够预见，在未来的某一天，不同的公司都能够参与到细胞的制造过程中，每一家公司只专注于其中的一个方面，比如，有的公司构建染色体；有的公司组建细胞膜和细胞壁；有的公司则用激活细胞所需要的基本分子来填充细胞壁。”
合成生物学与代谢工程 随着DNA重组技术的日趋成熟,代谢工程的理论和应用已经得到了迅速发展。合成生物学是近年来蓬勃发展的一门新兴学科,在许多领域都具有重要的应用。以下从改造细胞代谢的关键因子、代谢途径的调节和宿主细胞与代谢途径构建的关系等方面详细讨论了合成生物学的最新进展和合成生物学在代谢工程领域的应用。
基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。以下为其发展：第一代基因工程 蛋白多肽基因的高效表达 （经典基因工程）第二代基因工程 蛋白编码基因的定向诱变 （蛋白质工程） 第三代基因工程 代谢信息途径的修饰重构 （代谢途径工程 ）第四代基因工程 全基因组或染色体的转移 （基因组工程）代谢工程则是基因工程的延伸。即利用基因工程技术定向改造细胞的代谢途径，以改善产物的形成和细胞的性能。基因工程通常只涉及少量基因的改造，比如将编码某种蛋白药物的单一基因转入酵母，然后用该酵母发酵生产该药物。但是代谢工程会涉及大幅度的基因改变，比如为在大肠杆菌中生产某种代谢产物，比如紫杉醇（尚在研究阶段），必须把一系列相关途径的酶的基因全部导入大肠杆菌，并且敲除不必要和有害的大肠杆菌中原本就有的代谢通路，以构建出一整套大肠杆菌中原本没有的紫杉醇的代谢途径，使大肠杆菌能够生产紫杉醇。例如在酵母糖基人源化的改造中，共敲除了酵母的大约11个基因，然后导入大约5个人的糖基转移酶基因才初步实现（在Science杂志中发表）。即代谢工程的实质就是基因工程，只是涉及的基因改变的量远比基因工程巨大而合成生物学的目标，则是试图采用从自然界分割出来的标准生物学元件（可被修饰、重组乃至创造)，进行理性（设计）的重组（乃至从头合成）以获得新的生命（生物体）。比如1、人工合成单细胞的模型（Jack W Szostak (Nature, 2008)）；2、2008年完全利用化学方法合成长度达582970bp的生殖道支原体（M genitalium）的全基因组，克隆到酵母中；为了突出是人工合成的基因组，多处插入了“水印”序列；该工作向创造“人造生命”又迈近了一步（Science）；3、2007年，丝状支原体（Mycoplasma mycoides）的几乎不带蛋白质的裸genomic DNA移植到山羊支原体（M capricolum）细胞中，首次实现了不同细菌种类的整个基因组的替换，将一种物种变为另一种物种，向从零开始构建简单的基因组迈出关键 一步（Science）。等等合成生物学即：以系统生物学思想为指导综合化学(生物化学)技术、物理(生物物理)技术、信息(生物信息)技术，利用基因和基因组的基本要素，设计、改造、重建或制造： 生物分子、 生物体部件、 生物反应系统、 代谢途径与过程、 具生命活动能力的细胞和生物个体合成生物学与代谢工程在思想上与基因工程最明显不同之一就是，前两者特别注重代谢流的量化描述（虽然现在很难做到），讲究基因的协调表达和表达量的准确控制