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代谢通路设计与优化工程

共计 30 章节
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01
代谢通路设计导论
目标=代谢工程与合成生物学的核心目标 · 通路设计的基本范式 · 从需求到方案的工程化流程
代谢通路设计导论目标=代谢工程
02
代谢网络模型与 stoichiometry
目标=化学计量矩阵 · 通量平衡分析 · 代谢网络重构
stoichiometr…代谢网络模型
03
目标化合物与宿主选择
目标=产物导向的宿主评估 · 底盘细胞特性比较 · 代谢兼容性与工业适配性决策
目标化合物宿主选择
04
天然通路挖掘与注释
目标=基因组数据库检索 · 通路注释工具 · 同源比对
天然通路挖掘注释
05
异源通路引入与适配
目标=外源基因表达 · 密码子优化 · 启动子与RBS选择
异源通路引入适配
06
碳代谢中心通路改造
目标=糖酵解 · 戊糖磷酸途径 · TCA循环的流量重定向
碳代谢心通路改造
07
辅因子与能量平衡设计
目标=NAD(P)H/ATP/乙酰辅… · 辅因子工程 · 氧化还原平衡与能量耦合策略
辅因子能量平衡设计
08
前体供给与代谢拉拽
目标=前体代谢物池强化 · 竞争支路敲除 · 动态调控与通路通量提升方法
前体供给代谢拉拽
09
酶选择与定向进化
目标=酶动力学参数评估 · 底物特异性改造 · 定向进化与理性设计在通路中的应用
酶选择定向进化
10
酶支架与底物通道效应
目标=人工支架组装 · 区室化策略 · 底物通道构建与代谢中间体保护
酶支架底物通道效应
11
动态调控与代谢开关
目标=诱导型启动子 · 群体感应 · 生物传感器
动态调控代谢开关
12
基因编辑与基因组工程
目标=CRISPR/Cas系统 · multiplex editing · 基因组整合
基因编辑基因组工程
13
通路通量分析实验方法
目标=同位素标记 · 代谢流分析 · 通量组学
通路通量分析实验…目标=同位素标记
14
代谢负担与细胞毒性
目标=中间体积累 · 蛋白过表达负担 · 毒性评估
代谢负担细胞毒性
15
鲁棒性与遗传稳定性设计
目标=突变逃逸 · 质粒丢失 · 长期进化稳定性
鲁棒性遗传稳定性设计
16
计算辅助通路设计
目标=途径预测算法 · 逆合成生物学 · 热力学可行性分析
计算辅助通路设计目标=途径预测算…
17
多组学驱动的通路优化
目标=转录组 · 蛋白质组 · 代谢组整合分析
多组学驱动的通路…目标=转录组
18
高通量筛选与进化
目标=液滴微流控 · 生物传感器筛选 · 适应性实验室进化
高通量筛选进化
19
发酵过程与通路放大
目标=摇瓶到反应器放大 · 补料策略 · 溶氧与pH控制
发酵过程通路放大
20
案例实战
目标=大宗化学品与燃料通路设计 · 通量优化与发酵验证全流程
案例实战目标=大宗化学品
21
案例实战
目标=天然产物与药物前体通路设计 · P450酶工程 · 糖基化与后修饰通路集成
案例实战目标=天然产物
22
案例实战
目标=氨基酸与有机酸高产菌株改造 · 辅因子平衡 · 副产物最小化与工业指标达成
案例实战目标=氨基酸
23
案例实战
目标=聚合物单体与材料前体生物合成 · 酶促聚合 · 代谢分流与产物外排工程
案例实战目标=聚合物单体
24
通路优化中的统计与实验设计
目标=DOE · 响应面法 · 多变量分析
通路优化统计
25
代谢通路设计的标准化与自动化
目标=SBOL · 自动化构建 · 液体处理机器人
代谢通路设计的标…自动化
26
通路设计中的伦理、安全与法规
目标=生物安全 · 基因编辑监管 · 知识产权
通路设计伦理
27
工业案例研讨
目标=从实验室到工厂的通路工程挑战 · 规模 · 底物
工业案例研讨目标=从实验室到…
28
前沿技术
目标=人工代谢通路与扩展遗传密码 · 正交通路 · 新酶功能与生物制造边界拓展
前沿技术目标=人工代谢通…
29
学生项目
目标=代谢通路设计与优化实战：选题 · 文献调研 · 通路设计
学生项目目标=代谢通路设…
30
课程总结与未来展望
目标=核心方法论回顾 · 开放挑战 · 跨学科融合
课程总结未来展望