黄原胶生物合成及分子调控

黄原胶(xanthan gum)是由黄单胞菌属(Xanthiomonas)产生的一种胞外多糖,其凭借优越的流变性和稳定性被广泛应用于食品、石油、农业等行业.目前黄原胶的合成途径已经被阐明,其研究主要集中在如何通过分子调控影响其合成及改性以适应于不同行业需求.通过对黄原胶的一级和二级结构、流变性及稳定性、生物合成途径的介...     

改性黄原胶酯化条件的优化及结构的表征

为了提高黄原胶的速溶性和粘度,将黄原胶进行改性处理。将黄原胶与马来酸酐进行酯化反应,探讨了黄原胶与马来酸酐摩尔比、反应时间和反应温度等因素的影响,以取代度为指标,利用响应面方法确定,该酯化反应的最优条件为:黄原胶与马来酸酐摩尔比1∶11.5、反应时间24.4 h、反应温度66℃。对改性黄原胶进行红外光谱、光散射和X-射线衍射等结构表征,表明酯化改性成功,且进一步解释了速溶性和粘度提高的原因。改性黄原胶细胞毒性实验,显示无毒性。结果表明,改性黄原胶的速溶性和粘度有很大提高,0.2%改性黄原胶的速溶性和粘度较对照提高了近3倍,在食品、药品等领域具有潜在的应用价值。     

黄原胶的水解酶及其应用

黄原胶易被芽孢杆菌产生的黄原胶酶(Xanthanase)和真菌产生的纤维素酶(在提高温度和无离子的条件下)所降解,使之转化为低分子量的单糖和不同大小片段的低聚糖。利用这些酶系可对黄原胶和与其相关的多糖进行结构分析,并能提供对黄原胶有用的特异性测定方法。     

野油菜黄单胞菌低温分泌黄原胶微细结构特征和化学特性

首次发现２８℃培养至对数期且未分泌黄原胶的野油菜黄单胞菌（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ）移 至４℃低温培养仍合成分泌黄原胶。黄原胶低温分泌最微细的结构单位是微丝,多根微丝进一步组成 纤维、类似双螺旋或纤维束等级结构形式。低温分泌的黄原胶与２８℃常温分泌的黄原胶相比有相同 的化学组成与结构,但分子量、丙酮酸含量低。     

黄原胶寡糖生物活性的研究

利用黄原胶降解菌Cellulom onassp.XT11生产的黄原胶降解酶,对黄原胶进行生物降解,生产具有不同粘度/还原末端比的黄原胶寡糖,并研究了黄原胶寡糖在清除羟基自由基、植物防卫反应中激活因子活性和对植物病原菌抑制能力等方面的生物活性,结果表明黄原胶寡糖具有清除羟基自由基能力,并能激活植物防卫系统以抵御病原菌的侵染,同时对野油菜黄单孢菌也具有抑菌活性。     

槐豆胶的流变性及与黄原胶的协效性研究

本文主要对槐豆胶的流变性及槐豆胶与黄原胶的协效增稠性和协效凝胶性进行了研究。结果表明:槐豆胶具有较高的粘度,当胶浓度为1％时,其粘度为660mpa·s;浓度、剪切力、温度、酸碱、冻融等变化与槐豆胶的粘度都有较大的关系;槐豆胶还有一非常显著的特性即是与黄原胶的协效增稠性和协效凝胶性,可作为理想的黄原胶的增稠剂和凝胶剂。     

普鲁兰酶改性瓜尔胶及其与黄原胶复配性能研究

通过红外光谱表征、稳态流动和动态应力扫描法考察了普鲁兰酶对瓜尔胶的脱支效应和改性瓜尔胶与黄原胶的复配性能。结果表明,普鲁兰酶不仅降低了瓜尔胶中半乳糖的含量,也降低了瓜尔胶的分子量及粘度,但未改变瓜尔胶主链的主体结构和糖苷键的构型,也未改变其流变学性质。与天然瓜尔胶-黄原胶复配胶相比,改性瓜尔胶-黄原胶复配胶表现出了较强的屈服应力,能在更高的压力范围内维持较高的弹性模量。随着混合温度升高,复配胶的弹性模量逐渐增大,并且在60℃时达到最大值。研究说明,普鲁兰酶改性瓜尔胶与黄原胶复配具有显著的协同增效效应。     

黄原胶寡糖的抗氧化性能和非酶糖基化抑制作用研究

分别在酸性和碱性条件下通过氧化降解制备了两种黄原胶寡糖XG-H和XG-OH.红外光谱法对黄原胶寡糖的结构进行表征,凝胶渗透色谱法测定黄原胶寡糖的分子量,紫外可见分光光度法测定黄原胶寡糖的丙酮酸和还原糖含量,考察了两种黄原胶寡糖的抗氧化性能和非酶糖基化(NEG)的抑制作用.结果表明,XG-H和XG-OH都表现出一定的抗氧化能力且XG-OH强于XG-H; XG-OH促进5-羟甲基糠醛(非酶糖基化中间产物)的生成,但可显著抑制非酶糖基化荧光末端产物的生成.而XG-H表现出非酶糖基化促进作用.这可能与两种黄原胶寡糖的丙酮酸和还原糖含量有关.     

黄原胶降解的研究进展

综述了黄原胶的理化特性、降解意义及降解方法,重点介绍了生物法降解黄原胶的国内外研究进展,并对降解黄原胶的研究方向提出了寻求更多降解途径、开发寡糖产品等建议.     

微生物来源天然产物中的β-甲基色氨酸单元及其生物合成研究进展

微生物在次级代谢过程中通常会产生结构复杂、活性多样的天然产物。这些天然产物是新药发展的基础,亦可作为先导化合物或重要的药效基团用于药物研发。结构多样的氨基酸单元是参与合成复杂多样天然产物的重要前体。天然产物中的β-甲基氨基酸单元不仅可以赋予其生物活性,还能增强其生物稳定性而不被肽酶水解。本文综述了含有β-甲基氨基酸单元的天然产物,尤其对含有β-甲基色氨酸单元的天然产物生物合成途径进行了阐释。对β-甲基色氨酸单元生物合成途径的理解结合基因组数据有助于进行新结构天然产物的挖掘,并为运用代谢科学理念和合成生物学技术开发含有该单元的新化合物提供理论基础和可操作遗传元件。     

微生物来源天然产物中的β-甲基色氨酸单元及其生物合成研究进展

微生物在次级代谢过程中通常会产生结构复杂、活性多样的天然产物。这些天然产物是新药发展的基础,亦可作为先导化合物或重要的药效基团用于药物研发。结构多样的氨基酸单元是参与合成复杂多样天然产物的重要前体。天然产物中的β-甲基氨基酸单元不仅可以赋予其生物活性,还能增强其生物稳定性而不被肽酶水解。本文综述了含有β-甲基氨基酸单元的天然产物,尤其对含有β-甲基色氨酸单元的天然产物生物合成途径进行了阐释。对β-甲基色氨酸单元生物合成途径的理解结合基因组数据有助于进行新结构天然产物的挖掘,并为运用代谢科学理念和合成生物学技术开发含有该单元的新化合物提供理论基础和可操作遗传元件。     

新分离Microbacterium sp. XT11菌产黄原胶降解酶生产条件的优化研究

新分离Microbacteriumsp.XT11菌能够合成黄原胶降解酶,将植物病原菌野油菜黄单孢菌分泌的毒素因子黄原胶分解,生成具有激发子和抗微生物活性的黄原胶寡糖。实验确认,黄原胶和酵母浸粉分别是XT11菌生产黄原胶降解酶的最适碳源和氮源,获得最高酶活力的最低碳源和氮源浓度均为0.3%。XT11菌生产黄原胶降解酶的最适条件为:培养温度28℃,培养基起始pH7.0,转速150r/min。     

新分离Microbacterium sp．XT11菌产黄原胶降解酶生产条件的优化研究

新分离Microbacterium sp．XT11菌能够合成黄原胶降解酶,将植物病原菌野油菜黄单孢菌分泌的毒素因子黄原胶分解,生成具有激发子和抗微生物活性的黄原胶寡糖。实验确认,黄原胶和酵母浸粉分别是XT11菌生产黄原胶降解酶的最适碳源和氮源,获得最高酶活力的最低碳源和氮源浓度均为0.3％。XT11菌生产黄原胶降解酶的最适条件为：培养温度28℃,培养基起始pH7.0,转速150r／min。     

细菌胞外多糖生物合成转录调控因子研究进展

细菌胞外多糖(Exopolysaccharide,EPS)因其独特的理化特性和生理活性,在食品、制药和化工等领域广泛应用。在食品行业中,黄原胶、结冷胶和热凝胶等细菌EPS备受青睐。转录调控因子能在转录水平上调控eps基因的表达,影响细菌EPS的生物合成。目前细菌EPS转录调控因子的研究报道较少,且多数已知的EPS转录因子调控机制尚未阐明。本文总结了近年来细菌EPS调控因子的研究进展,重点介绍其研究方法和调控机制,以期为细菌EPS转录调控研究提供借鉴。     

黄原胶降解菌BIT-BJ001培养条件的优化

黄原胶在采油工程中有重要的应用,但其难降解性质给采油工程带来很多问题。从塔里木油田胡杨木根部样品中分离得到1株黄原胶降解菌BIT-BJ001,对其发酵条件的研究表明,此黄原胶降解菌最适培养条件为:黄原胶0.3%,酵母粉0.5%,Na+浓度0.8%,Mg2+浓度0.8%,初始pH值为10,温度60℃。菌种BIT-BJ001降解黄原胶的能力与发酵时间、发酵液中还原糖浓度有关,发酵96 h,黄原胶降粘率达到最高,发酵液中还原糖浓度过高,将抑制菌株对黄原胶的降解。     

假酸浆子胶与黄原胶混胶流变性研究

实验研究了放置温度、时间、冻融、pH、盐以及柠檬酸对黄原胶和假酸浆子胶混胶黏度的影响.结果表明:黄原胶和假酸浆子胶有协效性,当假酸浆子胶与黄原胶的质量比15:85时,二者的协同增效性最高,胶溶液为非牛顿型流体,且变化满足Herschel-Bulkley方程.温度、时间对混胶有一定的影响.进一步对其研究表明:冻融、pH、盐以及柠檬酸都对其影响较小.     

基于差异基因表达谱的Microbacterium sp. XT11降解黄原胶潜能挖掘

为挖掘微杆菌(Microbacterium sp.)XT11在黄原胶降解过程中起关键作用的功能基因,预测黄原胶降解通路,利用转录组测序技术对该菌株在不同碳源培养条件下的转录本进行测序,对差异基因进行功能富集分析。结果表明,菌株XT11以葡萄糖为对照组,以黄原胶为碳源时可获得上调差异基因213个。显著上调的基因主要富集在聚糖降解、淀粉和蔗糖代谢途径、ABC转运、苯丙氨酸代谢、丙酮酸代谢五个KEGG途径。碳水化合物活性酶(Carbohydrate-active enzymes, CAZymes)功能注释表明,位于同一基因簇上的4个CAZymes基因和黄原胶降解直接相关,其余的CAZymes基因具有潜在的黄原胶降解活性。此外,预测到磷酸转移酶系统(phosphotransferase system, PTS)和ABC转运途径(ABC transporters)参与了胞外黄原胶降解中间产物的跨膜转运。挖掘了菌株XT11中黄原胶降解过程中的功能基因,并阐述了菌株XT11的黄原胶降解通路。     

黄原胶与丙烯酰胺接枝共聚反应的研究

以过硫酸铵为引发剂,在N2气保护下,研究了黄原胶(XG)与丙烯酰胺(AM)的接枝共聚反应.考察了单体浓度、引发剂浓度、反应温度和反应时间等因素对接枝率及接枝效率的影响,探讨了过硫酸铵引发黄原胶接枝丙烯酰胺共聚反应的基本规律.采用红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)对接枝共聚物的结构进行研究,用热重分析(TGA)法表征了产物的热性能,并初步探讨了接枝机理.     

结冷胶生物合成机理研究进展

结冷胶是少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)产生的一种新型微生物多糖,其独特的流变特性使结冷胶具有广泛的工业用途。虽然在结冷胶的理化特性方面的研究比较详尽,但是对结冷胶的发酵生产及其生物合成机制还缺乏深入了解。主要关注最近在结冷胶生物合成途径分子生物学方面的研究,用于编码结冷胶生物合成所需蛋白质的基因主要有三类:与糖核苷酸合成有关的基因、与四碳重复单元合成有关的基因及与长链聚合和多糖分泌有关的基因。基因工程是结冷胶分子改造和产量增加最具前景的方法。     

我国黄原胶的品质评价及发展对策

阐述国内外黄原胶的生产状况,并通过对不同企业产品的化验分析,指出国产黄原胶与国外黄原胶的差距,提出了相应的发展对策。