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构建合成生物学课程群，培养面向生物制造的复合型创新人才

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生物工程学报 2024年

作者：谭高翼张立新张敬宇王启要吴辉庄英萍欧阳立明朱国良王馨叶刘雪婷华东理工大学生物工程学院

合成生物学(Synthetic Biology)作为一门新兴学科，广受关注且发展迅速，深刻影响着整个生命科学及工程技术领域的发展。与此同时，随着新工科建设的发展，加快培养复合型创新人才是对我国高等教育提出的新任务和新使命。在合成生物学... 详细信息

合成生物学(Synthetic Biology)作为一门新兴学科，广受关注且发展迅速，深刻影响着整个生命科学及工程技术领域的发展。与此同时，随着新工科建设的发展，加快培养复合型创新人才是对我国高等教育提出的新任务和新使命。在合成生物学蓬勃发展的背景下，华东理工大学构建了以微生物药物发现和生物制造为核心内容的“合成生物学课程群”。授课团队首先对合成生物学相关的上下游课程体系进行了梳理，随后在原有课程基础上，扩充了合成生物学系列核心课程，课程群不仅涵盖了合成生物学的学科理论和前沿技术，同时锚定了上下游学科。此外，课程群还依托国家重点实验室的国内外名师讲座，并利用学科创新引智基地(“111计划”)雄厚的海外教授资源，致力于提高学生的创新能力。在课程群及授课团队的助力下，学生不仅积极参加合成生物学国际基因工程机器大赛(international genetic engineering machine competition， iGEM)并连续获奖，而且有多人次申请专利并参与发表科研论文等。构建合成生物学课程群将为培养具有创新能力的复合型人才提供一定的示范作用。

关键词：合成生物学课程群复合型创新人才国际基因工程机器大赛(iGEM)

基于热力学原理约束的代谢网络模型研究进展及其应用

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中国生物工程杂志 2022年第1期42卷 128-138页

作者：虞思倩夏建业庄英萍华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室上海200237 华东理工大学青岛创新研究院青岛266102

高通量组学技术为人们研究生命系统组件提供了细节数据,通过对基因组、转录组、蛋白质组及代谢组等不同生命层级间相互作用的研究,推动了生化反应网络的重建——基因组规模代谢网络模型(genome scale of metabolic network model,GSMM)... 详细信息

高通量组学技术为人们研究生命系统组件提供了细节数据,通过对基因组、转录组、蛋白质组及代谢组等不同生命层级间相互作用的研究,推动了生化反应网络的重建——基因组规模代谢网络模型(genome scale of metabolic network model,GSMM)。GSMM作为系统生物学领域中研究生命系统的基本手段,表现出与传统还原论相反的整体化思想,它允许将细胞复杂的生命过程作为一个完整的系统来研究。通量平衡分析(flux balance analysis,FBA)作为GSMM的主流方法,因其自身依赖的约束有限,通常难以得到唯一的最优解。而热力学与生物代谢密不可分,目前除将多组学数据作为附加约束引入GSMM模型外,添加热力学约束也已成为有效减小解空间的手段。首先对热力学约束引入GSMM模型的方法及各种方法的优势与不足进行了综述,然后对获得相关热力学参数的方法和工具进行了梳理汇总。最后,介绍了整合多组学及热力学综合约束的GSMM模型以及基于热力学原理约束的模型在实际中的应用,并对如何应用热力学约束提高GSMM模型模拟准确性进行了展望。

关键词：基因组规模代谢网络模型热力学约束分析吉布斯自由能

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2015工业生物过程技术前沿专刊序言

生物工程学报 2015年第7期31卷 1011-1014页

作者：庄英萍华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室上海200237

工业生物过程技术是支撑我国生物制造产业升级的重要研究领域之一,是实现生命科学与生命技术研究成果产业化的重要技术保障。为促进我国相关科研工作者与工业生物技术产业界之间的交流,促进技术成果转化,秉承学会对科学研究推动产业化... 详细信息

工业生物过程技术是支撑我国生物制造产业升级的重要研究领域之一,是实现生命科学与生命技术研究成果产业化的重要技术保障。为促进我国相关科研工作者与工业生物技术产业界之间的交流,促进技术成果转化,秉承学会对科学研究推动产业化发展的指导思想,中国微生物学会生化过程模型化与控制专业委员会先后组织两届"工业生物过程研讨会",就工业生物过程前沿和关键技术开展学术研讨,并设立企业专场充分凸显工业生物过程研究的产业导向性,促进科研成果产业化。会议受到国内相关科研院所、企事业单位的积极参与和投稿,本专刊即是在会议优秀论文基础上,通过征集组织出版了"工业生物过程技术前沿专刊"。本期专刊包括综述和研究论文两部分,内容主要涉及与工业生物过程密切相关的高效生产菌种构建与筛选方法、工业酶制剂性能优化与改造、生物过程模型化及高效优化放大方法等几个方面的研究。

关键词：工业生物过程酶制剂菌种构建过程优化与放大

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鸟苷发酵过程中参数相关特性的研究

华东理工大学学报（自然科学版） 2003年第5期29卷 464-466页

作者：陈双喜蔡显鹏储炬庄英萍张嗣良华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室上海200237

通过对鸟苷发酵过程参数相关特性的研究,结合菌体形态变化规律和氨基酸的测定结果,发现过程后期发生的代谢流迁移。以此为基础实现了过程的优化,鸟苷水平提高了50%,达到28g/L。

关键词：鸟苷发酵优化参数相关代谢流迁移

多拷贝毕赤酵母表达猪胰岛素前体的动力学模型

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化工学报 2016年第5期67卷 2015-2021页

作者：陈丽王玥郭美锦储炬庄英萍江苏省农业科学院国家兽用生物制品工程技术研究中心江苏南京210014 华东理工大学上海生物制造技术协同创新中心上海200237

以携带多拷贝猪胰岛素前体(PIP)基因的毕赤酵母(Pichia pastoris)为供试菌株,对分批补料发酵PIP合成动力学模型进行研究。建立了不同拷贝数毕赤酵母发酵合成PIP的菌体生长、产物合成和底物消耗的动力学模型,并通过Origin8.0软件对模型... 详细信息

以携带多拷贝猪胰岛素前体(PIP)基因的毕赤酵母(Pichia pastoris)为供试菌株,对分批补料发酵PIP合成动力学模型进行研究。建立了不同拷贝数毕赤酵母发酵合成PIP的菌体生长、产物合成和底物消耗的动力学模型,并通过Origin8.0软件对模型参数进行了非线性拟合。根据动力学模型结果发现,随着拷贝数的增加与菌体生长相关的产物系数α和细胞生长代谢系数k1绝对值不断增加,12拷贝时PIP表达量达到最高,说明只有进一步促进高拷贝菌株细胞生长并减少其代谢负担才能更有效地提高产物的生成速率。同时表明:预测值与实验值有良好的拟合性,所建模型能较好地反映分批补料发酵过程PIP的合成。

关键词：重组毕赤酵母猪胰岛素前体表达拷贝数动力学模型

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中心组合设计优化梅岭霉素发酵培养基

高技术通讯 2002年第12期12卷 29-33页

作者：陈斌庄英萍郭美锦储炬张嗣良西北大学化工系西安710069 华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室

应用中心组合设计对梅岭霉素发酵培养基进行优化。通过部分因子实验对发酵培养基进行评估 ,确认玉米粉、淀粉和酵母粉是影响梅岭霉素发酵水平的关键因子 ,通过快速登高法搜索关键组分的适宜浓度范围。在此基础上 ,采用中心组合设计方法 ... 详细信息

应用中心组合设计对梅岭霉素发酵培养基进行优化。通过部分因子实验对发酵培养基进行评估 ,确认玉米粉、淀粉和酵母粉是影响梅岭霉素发酵水平的关键因子 ,通过快速登高法搜索关键组分的适宜浓度范围。在此基础上 ,采用中心组合设计方法 ,基关键因子的数学模型 ,确定关键组分的最佳浓度与优化后的培养基并进行实验验证。经上述优化过程 ,梅岭霉素发酵单位从 5 1 3μg/ml提高至 2 31 8μg/ml。

关键词：梅岭霉素中心组合设计优化抗生素发酵培养基

侧链前体3,3-二甲基丙烯酸对梅岭霉素生物合成的影响

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中国抗生素杂志 2005年第10期30卷 581-585页

作者：王平庄英萍储炬张嗣良华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室

研究梅岭霉素发酵过程中添加其主要组分M B 1所拥有的侧链前体-3,3-二甲基丙烯酸,使M B 1效价及其在总组分中的比例得到大幅度提高,达到提高产量并控制组分的目的。本文还对侧链前体的添加方式、添加时间以及添加浓度进行了优化。结果显... 详细信息

研究梅岭霉素发酵过程中添加其主要组分M B 1所拥有的侧链前体-3,3-二甲基丙烯酸,使M B 1效价及其在总组分中的比例得到大幅度提高,达到提高产量并控制组分的目的。本文还对侧链前体的添加方式、添加时间以及添加浓度进行了优化。结果显示,0h时添加6mm ol/L的侧链前体其产量最高,M B 1效价比对照高出43%,其在总组分中的比例达到了52.7%。

关键词：梅岭霉素 3,3-二甲基丙烯酸侧链前体

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产黄青霉形态的显微图像分析研究

中国抗生素杂志 2003年第3期28卷 131-133页

作者：丁乐洪储炬庄英萍张嗣良华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室上海200237 华东理工大学国家生化工程技术研究中心(上海) 上海200237

利用显微图像分析法对产黄青霉的菌丝形态进行了定量研究 ,并统计分析了青霉素发酵过程中菌丝形态的变化规律 ,具体对菌丝总长度、菌丝生长期的菌丝生长单位。

关键词：显微图像分析产黄青霉青霉素菌丝形态发酵过程

Scale-down反应器中的周期性溶氧波动对谷氨酸发酵的影响

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华东理工大学学报（自然科学版） 2012年第4期38卷 477-481,487页

作者：张静夏建业储炬庄英萍张嗣良华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室国家生化工程技术研究中心上海200237

应用单室Scale-down反应器系统模拟大规模反应器内的溶氧(DO)浓度梯度,通过控制搅拌桨转速使DO水平(波动范围0～30%,波动周期2、4、6 h)产生矩形波动,从而研究溶氧波动条件对谷氨酸发酵的影响,尤其是菌体生长及产物合成等的变化。与DO水... 详细信息

应用单室Scale-down反应器系统模拟大规模反应器内的溶氧(DO)浓度梯度,通过控制搅拌桨转速使DO水平(波动范围0～30%,波动周期2、4、6 h)产生矩形波动,从而研究溶氧波动条件对谷氨酸发酵的影响,尤其是菌体生长及产物合成等的变化。与DO水平30%的对照实验进行比较后发现:DO周期性波动条件下,谷氨酸棒杆菌更倾向于利用葡萄糖产生菌体而非积累产物谷氨酸。与较长波动周期(4 h或6 h)相比,短波动周期(2 h)时最终菌体浓度升高(10.03 g/L),最大比生长速率降低(0.112 h^(-1)),产物谷氨酸及副产物乳酸浓度降低(分别为23 g/L和10.5 g/L)。

关键词： Scale—down反应器溶氧梯度谷氨酸发酵