本书从代谢元件、代谢途径和代谢网络三个层次系统阐述了枯草芽孢杆菌细胞工厂的创制，在此基础上，举例介绍了枯草芽孢杆菌细胞工厂在N-乙酰氨基葡萄糖等重要功能食品原料生产中的应用：第1章简述了枯草芽孢杆菌的特点及其在系统生物学和代谢工程方面已有的进展；然后从代谢元件的挖掘与创新、代谢途径的设计与重构、代谢网络的组装与适配等方面论述了如何构建高版本枯草芽孢杆菌细胞工厂；第5～9章详细介绍了枯草芽孢杆菌细胞工厂在N-乙酰氨基葡萄糖、人乳寡糖、维生素K2、N-乙酰神经氨酸、磷脂酶D和几丁二糖脱乙酰酶合成中的应用。
本书是迄今为止国内外第一部全面介绍枯草芽孢杆菌细胞工厂的专著，可供发酵工程和合成生物学领域的研究人员参考，也可作为研究生教学参考用书。

前言
第1章 枯草芽孢杆菌概述
1.1 枯草芽孢杆菌系统生物学研究
1.1.1 多组学分析不同层次调控细胞内代谢流的作用
1.1.2 基因表达调控中的sRNA和反义RNA
1.1.3 翻译后调控和变构相互作用
1.1.4 中心代谢中的酶-酶相互作用
1.2 枯草芽孢杆菌代谢调控元件与基因组改造工具开发
1.2.1 基因表达调控元件的开发
1.2.2 无诱导表达系统和芽孢杆菌遗传工具箱
1.2.3 合成RNA工具的开发
1.3 枯草芽孢杆菌代谢工程策略
1.3.1 模块化途径工程
1.3.2 限制代谢溢流、降低细胞裂解
1.3.3 高通量筛选
1.3.4 基因组缩减
1.3.5 辅因子工程引导的代谢优化
1.3.6 转运工程策略
1.4 枯草芽孢杆菌底盘细胞改造与构建
1.4.1 枯草芽孢杆菌底盘细胞的研究进展
1.4.2 枯草芽孢杆菌底盘细胞的应用
参考文献
第2章 枯草芽孢杆菌代谢元件的挖掘与创新
2.1 枯草芽孢杆菌CRISPR工具箱
2.1.1 CRISPR-Cas系统及其在基因编辑和表达调控中的应用
2.1.2 基于CRISPR-Cpf1的枯草芽孢杆菌多基因编辑系统
2.1.3 基于CRISPR-Cpf1的枯草芽孢杆菌多基因表达调控系统
2.2 基于凝血酶-核酸适配体的代谢调控元件
2.2.1 体外结构转换型荧光生物传感器的构建与功能验证
2.2.2 基于DNA适配体的动态上调元件的设计、优化及应用
2.2.3 基于RNA适配体的动态下调元件的设计、优化及应用
参考文献
第3章 枯草芽孢杆菌代谢途径的设计与重构
3.1 基于稳态反应动力学模型的代谢途径瓶颈诊断
3.1.1 GlcNAc合成途径动力学模拟
3.1.2 潜在限速步骤存在时GlcNAc合成起始阶段动力学模拟
3.1.3 GlcNAc合成起始阶段的动力学测定
3.1.4 GlcNAc合成途径潜在限速步骤的分析及鉴定
3.1.5 阻断GlcNAc-6-P与GlcNAc之间无效循环对细胞生长和GlcNAc合成的影响
3.1.6 小结
3.2 基于氧化还原力平衡的代谢途径设计优化
3.2.1 辅因子工程
3.2.2 辅因子工程策略
3.3 基于非天然氨基酸的细胞生长与代谢途径调控
3.3.1 枯草芽孢杆菌中非天然氨基酸系统
3.3.2 非天然氨基酸系统用于细胞生长与代谢途径调控
3.3.3 非天然氨基酸系统用于生物封存
3.3.4 小结
3.4 基于功能膜微域的代谢途径区室组装
3.4.1 细菌中的功能膜微域
3.4.2 FMM在质膜上的分布及动力学行为
3.4.3 脚手架蛋白FloA和FloT的相关性分析
3.4.4 FMM-多酶复合体系统的设计和构建
3.4.5 动力学模型和代谢物动力学表征底物通道
3.4.6 FloT和SPFH结构域过表达对细胞生长的影响
3.4.7 FMM-多酶复合体与酶表达的相关性分析
3.4.8 工程菌的理化性质改造和活细胞检测
3.4.9 FMM改造对细胞生长的影响
3.4.10 基于FMM组分修饰的途径酶组装
参考文献
第4章 枯草芽孢杆菌代谢网络的组装与适配
4.1 基于基因回路的代谢网络自动全局调控
4.1.1 枯草芽孢杆菌中可编程生物传感器耦合CRISPRi基因回路
4.1.2 基于双功能丙酮酸响应基因回路的B.subtilis中心代谢全局控制
4.2 基于细胞群体感应的代谢网络系统
4.2.1 枯草芽孢杆菌群体感应系统概述
4.2.2 组氨酸激酶KinA改造对芽孢产生的影响
4.2.3 构建Spo0A-P调控启动子表达水平文库
4.2.4 受Spo0A-P激活调控启动子的构建
4.2.5 受Spo0A-P阻遏调控启动子的构建
4.2.6 Phr60-Rap60对Spo0A-P调控能力的影响
4.3 基于多模型驱动的代谢网络智能化调控
4.3.1 GSMM搭建及应用
4.3.2 基于GSMM驱动的代谢网络智能化调控
4.3.3 基于TRNM驱动的代谢网络智能化调控
4.3.4 基于多约束模型驱动的代谢网络智能化调控
4.3.5 展望
4.3.6 小结
参考文献
第5章 枯草芽孢杆菌细胞工厂合成瓜乙酰氨基葡萄糖
5.1 中心碳代谢优化促进GlcNAc合成
5.1.1 阻断副产物乙偶姻溢流对GlcNAc合成的影响
5.1.2 阻断乙偶姻合成导致副产物乙酸溢流
5.1.3 添加碳酸钙和恒pH补料分批发酵对GlcNAc合成的影响
5.1.4 阻断副产物乙酸溢流对GlcNAc合成的影响
5.2 关键酶强化改变碳代谢流分布促进GlcNAc合成
5.2.1 N端融合标签提高关键酶CeGNA1表达
5.2.2 RBS优化对GlcNAc合成及关键酶CeGNA1表达的影响
5.2.3 整合表达关键酶EcGlmS促进碳代谢通量流向GlcNAc合成途径
5.2.4 关键酶EcGlmS5，端融合mRNA稳定子对GlcNAc发酵的影响
5.3 途径酶优化促进GlcNAc合成
5.3.1 丙酮酸积累对胞外pH和胞内pH稳态的影响
5.3.2 关键酶CeGNA1定向进化对GlcNAc合成的影响
5.3.3 脲酶表达对胞内pH及GlcNAc合成的影响
5.4 中心氮优化促进GlcNAc合成
5.4.1 阻断谷氨酸胞内降解途径对GlcNAc发酵的影响
5.4.2 异源表