14.2 C1 feedstocks 与 engineered E. coli

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详细内容

C1 compounds 便宜且来源广，可来自 fossil fuel、industrial by-products、biomass。Synthetic biology、genome engineering、laboratory evolution 可将 C1-based cell factories 用于 high-value products。

课件例子：

engineered E. coli 通过 heterologous expression of RuBisCO, Prk, CA, Fdh 构建 synthetic CBB cycle。
formate 提供 reducing power。
deletion of pfk and zwf 使 growth 依赖 RuBisCO carboxylation。
结合 ALE 逐步减少外加 xylose，实现 CO2-based growth。

深入讲解

C1 feedstocks 如 CO2、formate、methanol 的吸引力在于便宜、来源广，并可能降低对食物级碳源的依赖。但多数 production hosts 不天然高效利用 C1，因此需要 synthetic pathways、heterologous enzymes 和 evolution。

engineered E. coli 的例子把 CBB cycle 相关 enzymes 引入，并删除 pfk/zwf 让生长依赖 RuBisCO carboxylation。ALE 通过逐步选择能在新代谢约束下生长的 mutants，帮助系统从“理论可行”变成“实际能长”。

原文小点逐条解释

原文小点： engineered E. coli 通过 heterologous expression of RuBisCO, Prk, CA, Fdh 构建 synthetic CBB cycle。
- 讲解： 这个小点属于 C1 feedstock engineering；要联系 CO2/formate utilization、synthetic CBB cycle、heterologous enzymes 和 ALE adaptation。
原文小点： formate 提供 reducing power。
- 讲解： 这个小点属于 C1 feedstock engineering；要联系 CO2/formate utilization、synthetic CBB cycle、heterologous enzymes 和 ALE adaptation。
原文小点： deletion of pfk and zwf 使 growth 依赖 RuBisCO carboxylation。
- 讲解： 这个小点属于 C1 feedstock engineering；要联系 CO2/formate utilization、synthetic CBB cycle、heterologous enzymes 和 ALE adaptation。
原文小点： 结合 ALE 逐步减少外加 xylose，实现 CO2-based growth。
- 讲解： 这个小点属于 C1 feedstock engineering；要联系 CO2/formate utilization、synthetic CBB cycle、heterologous enzymes 和 ALE adaptation。

做题和复习时怎么用

答 C1 utilization 时写 cheap/abundant feedstock + pathway engineering + cofactor balance + ALE adaptation。

常见误区

把工程化写成单一步骤，忽略 selection/screening、flux 和 host fitness。
混淆 ALE 的 whole-cell selection 与 directed evolution 的 protein-function screening。