微生物代谢工程与合成生物学

课程编码：280227071005P3002 英文名称：Microbial Metabolic Engineering and Synthetic Biology 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：王刚刚等

微生物代谢工程与合成生物学是一门多学科交叉的课程，该课程主要目的是向学生介绍微生物代谢工程的基本原理、实际应用、最新的研究进展及发展方向，利用合成生物学的理念结合微生物代谢工程理论对微生物进行改造和利用。授课老师将在介绍微生物代谢工程的发展历史、背景知识的基础上，选择在初级代谢和次级代谢过程中产生的工业产品为代表的成功案例展示微生物代谢工程的应用及发展前景，并将从近期发展迅速的合成生物学的角度来分析微生物代谢工程的未来发展方向。

微生物学、生物化学、分子生物学

第一章 课程简介及基础代谢途径和技术 9学时 王刚刚
第1节 微生物代谢工程概论
第2节 基本代谢途径
第3节 能量与代谢
第二章 初级代谢产物相关的代谢工程 12学时 舒丹
第1节 代谢工程基本策略
第2节 重要化学品工程菌株的构建
第3节 其他工程菌株的构建策略
第4节 中心碳代谢途径及其生物学意义
第三章 次级代谢产物的生物合成研究及代谢工程 6学时 吕青阳
第1节 次级代谢概述
第2节 次级代谢产物的代谢工程
第四章 合成生物学与微生物代谢工程中的新技术 9学时 王刚刚
第1节 合成生物学介绍
第2节 合成生物学中的设计、构建、测试、学习
第3节 合成生物学中的新技术
第五章 试卷解析、总结及测评 4学时 吕青阳
第1节 期末

闫志英，男，1980年生，博士，研究员三级，博士研究生导师。现任研究所党委委员、环境污染生物治理项目组主任、环境治理与食品安全领域副主任、环境微生物四川省重点实验、中国科学院环境与应用微生物重点实验室副主任。入选中国科学院特聘骨干岗位、中科院“西部之光”青年学者、四川省青年科技创新研究团队带头人。兼任《Chinese Chemical Letters》青年编委、《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》客座编辑、《应用与环境生物学报》编委、《中国沼气》编委、国家生猪产业创新战略联盟理事、四川省有机肥促进委员会专家委员会副主任、天津市有机固废安全处置与能源利用工程研究中心技术委员会委员，四川省固废专委会委员。主要从事农业废弃物生物转化与资源化方面的研究工作，近5年来，主持和完成国家自然科学基金、国家重点研发计划等国家级、省部级与企业委托项目50余项，在秸秆/畜禽粪便高温发酵、功能微生物菌剂研制与应用、恶臭污染控制等方面成绩突出，共发表论文100余篇，授权专利31项，参编专著3部，其中1部为英文专著，研究成果获广东省科技进步一等奖、神农中华农业科技奖、大北农科技奖一等奖、四川省科技进步二等奖和三等奖各1项。研究成果已应用于生物制剂开发与生产、市政污泥厌氧消化、好氧堆肥、生物除臭等工程示范30余处。
王刚刚，研究员。长期从事功能微生物资源发掘和重要蛋白质的结构和功能研究，并开展蛋白质计算设计研究。研究工作主要包括：1）木质纤维素合成与降解关键酶的作用机理研究；2）几丁质降解关键酶的作用机理研究及几丁寡糖制备技术；3) 萜类化合物生物合成关键酶的结构与功能研究；4）细菌DNA复制关键酶的作用机制研究。解析了第一个植物漆酶与底物复合物的晶体结构，阐释了植物漆酶氧化不同木质素前体醇的分子机制。建立了酶法制备壳二糖纯品技术，为以壳二糖纯品为原料开发高值生物产品奠定了基础。主持国家自然科学基金等研究项目10余项。研究成果先后在Nature Plants, Nature Strut Mol Biology，PNAS，eLife等专业杂志发表，发表研究论文40余篇，授权发明专利6项。
舒丹，女，中国科学院成都生物研究所，微生物源农药与制剂研发创新团队组长，副研究员。研究方向为基于合成生物学的微生物制造。开展重要工业微生物的代谢调控和细胞工程研究，聚焦产活性化合物的微生物（丝状真菌、酵母与杆菌），开展分子遗传操作平台建立、重要酶与代谢途径挖掘与鉴定、代谢产物合成调控机制解析、重要元件的功能优化与细胞工厂的构建等基础研究工作，从而为相关工业菌株高效合成生物农药或制剂提供分子改造的元件和策略，并在此基础上建立工业菌种的产业化发酵生产技术。同时开发生物农药和制剂产品在作物盐碱地栽培、病虫害绿色防控、果蔬采后保鲜等方面的应用技术。相关成果以第一或通讯作者发表于J Agric Food Chem、Appl Environ Microb、Microb Cell Fact、Front Microbiol等期刊。主持有国家基金委面上项目、亚合基金项目课题、院重点实验室自主研发项目、院西部之光人才计划、院知识创新工程重要方向项目课题等。发表SCI论文20余篇，参编出版专著2部，申请国内发明专利11件，授权专利4件。
吕青阳，博士，中国科学院成都生物研究所副研究员，功能菌种创制与生物质高效利用创新团队成员，研究方向为功能微生物选育及微生物基因功能。目前开展与γ-聚谷氨酸、鼠李糖脂高效生物合成相关的研究工作，以及与人工合成功能微生物菌群创制、秸秆等废弃物高值生物转化相关的研究内容。相关成果以第一或通讯作者发表于Bioresource Technology、Waste Management等期刊。获中国科学院特别研究助理项目、“西部之光”青年学者项目资助，另主持国家自然科学基金青年基金1项，重点研发计划子课题1项，省部级科研项目7项，承担企业委托的技术开发研究项目5项，发表学术论文20余篇。