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代谢工程第一章绪论 (代谢工程概述 (形成及发展 (第一部细胞工程教科书：1998年，国际上第一部代谢工程教科书出版。,…

- - - - 1.代谢分析与
        代谢设计
        （靶点设计）
        
        意义：靶点设计一步对代谢工程的成败起着关键作用，任何靶点的选择都必须经得起细胞生理特征以及代谢网络热力学平衡的检查。
        
        步骤：1）首先进行代谢流分析MFA：根据化学动力学和计量学原理测定代谢网络中的代谢流分布，其中最重要的是细胞内碳、氮元素的流向比例关系。2）之后进行代谢流控制分析MCA，即在代谢流分析的基础上调查其控制状态、机制和影响因素。3）最后根据MFA和MCA的结果确定代谢设计的合理靶点，通常包括拟修饰基因的靶点、拟导入途径的靶点或者拟阻断途径的靶点。
        
        逆代谢工程：传统方法筛选得到的优良菌株，是代谢网络热力学平衡的检查。
      - 2.基因操作
        
        意义：是核心。但实际应用中，基因操作一步并非必需，可以通过直接发酵、细胞培养工艺和过程参数控制提高细胞代谢流；但在新产物的合成尤其是遗传性状的改良等方面，基因操作不可替代。
        
        形式：基因或者基因簇的克隆、表达、修饰、敲除、调控、构建特殊的基因转移系统以及重组基因在目的细胞染色体DNA上的稳定整合。
      - 3.效果分析
        
        对新途径进行全面的效果分析，以发现初步代谢操作构建出来的细胞的限制和缺陷，再进行新一轮的实验改进，以此反复进行遗传操作才可以获得优良物种。
- - - - 强化以启动子为主的关键基因的表达系统
      - 提高目标途径激活因子的合成速率
      - 灭活目标途径抑制因子的编码基因
      - 增加限速步骤酶编码基因的拷贝数
      - 阻断与目标途径相竞争的代谢途径
    - - 修补完善细胞内部途径，以合成新的产物
      - 转移多步途径，构建杂合代谢网络
- - - - 提高细胞已有的化学物质的产量
      - 生产目标细胞本身不能合成的新型功能化合物
      - 扩展细胞的底物利用范围
      - 形成降解毒性物质的新型催化剂
      - 修饰细胞的其他生物学性状
  - - - 如何设计代谢工程
      - 如何在整体规模上获得对生物的新理解
      - 如何改进对细胞的遗传操作和代谢分析
      - 如何更好地将代谢工程与产业化关联起来
    - - 在体内分析组织和全器官的功能与基本代谢规律
      - 构建用于新药筛选的细胞或动物个体病变模型
      - 基因治疗靶点的设计与实施