酿酒酵母POS5基因过表达对L-异亮氨酸合成的促进作用

L-异亮氨酸是人体必需氨基酸之一,具有很大的商业价值。在谷氨酸棒杆菌中,合成一分子L-异亮氨酸需要消耗四分子NADPH。因此,提高胞内NADPH浓度是提高L-异亮氨酸产量的重要手段之一。在乳糖发酵短杆菌JHI3-156中过量表达酿酒酵母的NADH激酶编码基因POS5△MTS,发酵48 h表达菌株JHI3-156/pDXW-10-POS5△MTS的胞内NADP~+浓度增加了27μmol/L(17%),NADPH浓度增加了36μmol/L(96%);发酵72 h后L-异亮氨酸产量是(3.02±0.52)g/L,比对照菌(1.96±0.04)g/L提高了54%。本研究表明,过表达POS5△MTS基因能提高NADPH的供应,促进了L-异亮氨酸的生物合成。     

基于途径分析的L-异亮氨酸发酵溶氧控制研究

利用途径分析方法对黄色短杆菌（Brevibacterium flavum）TC-21 生产L-异亮氨酸的途径进行了分析,确定了黄色短杆菌TC-21生产L-异亮氨酸的最佳途径的通量分布,根据途径分析的结果,TCA循环的代谢流量对L-异亮氨酸产量有明显影响,而TCA循环与发酵过程中的溶氧密切相关,因此可以通过控制溶氧来提高L-异亮氨酸产量。在发酵过程的不同阶段,根据菌体生长和产酸的需求,改变TCA代谢流量,可以有效提高产酸率。实验证明,通过溶氧分阶段控制发酵生产L-异亮氨酸,比溶氧恒定控制方式发酵产率提高了15.77％。实验结果说明,用途径分析的结果指导发酵过程中的溶氧可以大幅度提高L-异亮氨酸的产量。     

L-异亮氨酸产生菌黄色短杆菌的选育

以黄色短杆菌BF420为出发菌株,经过紫外线和亚硝基胍(NTG)复合诱变处理后,获得一株甲硫氨酸缺陷(Met-)及抗α-氨基丁酸(α-AB)的L-异亮氨酸产生菌BM2610,该菌株在未进行优化的发酵条件下能够积累L-异亮氨酸的量为7.12g.L-1,比出发菌株BF420提高了122.5%。     

谷氨酸棒杆菌NAD激酶的过表达对L-异亮氨酸合成的促进作用

NAD激酶催化辅酶Ⅰ[NAD(H)]发生磷酸化,转变成辅酶Ⅱ[NADP(H)],而还原态辅酶Ⅱ(NADPH)是L-异亮氨酸合成的必要辅因子。为了提高NADPH的供应,首先克隆了谷氨酸棒杆菌NAD激酶基因ppnK,并利用大肠杆菌-棒状杆菌诱导型穿梭表达载体pDXW-8和组成型穿梭表达载体pDXW-9在L-异亮氨酸合成菌——乳糖发酵短杆菌JHI3-156中进行表达。摇瓶发酵后,ppnK诱导表达菌JHI3-156/pDXW-8-ppnK的NAD激酶酶活(4.33±0.74 U/g)比pDXW-8空载菌提高了83.5%,辅酶Ⅱ与辅酶Ⅰ的比例提高了63.8%,L-异亮氨酸产量(3.86±0.12 g/L)提高了82.9%;ppnK组成表达菌JHI3-156/pDXW-9-ppnK的NAD激酶酶活(7.67±0.65 U/g)比pDXW-9空载菌提高了2.20倍,辅酶Ⅱ与辅酶Ⅰ的比例提高了1.34倍,NADPH含量提高了21.7%,L-异亮氨酸产量(2.99±0.18 g/L)提高了41.7%。这说明NAD激酶有助于辅酶Ⅱ的供应和L-异亮氨酸的生物合成,这对于其他氨基酸的生产也有一定的参考依据。     

亮氨酸和异亮氨酸研究题录选

1　以小什鱼为原料提取亮氨酸的试验 2　猪毛水解物中亮氨酸的离子交换柱分离 3　从猪血水解液中提取亮氨酸 4　以玉米麸质为原料提取L-亮氨酸 5　通过谷氨酸棒状杆菌由α酮异已酸生产L-亮氨酸的微生物生产法 6　L-异亮氨酸生产新技术 7　产L-异亮氨酸新菌株选育及其发酵产物提纯和鉴定 8　生产L-异亮氨酸的新方法 9　异亮氨酸产生菌推理选育思想 10 活细胞反应生产L-异亮氨酸工艺中附产物形成的抑制 11 异亮氨酸生产的新方法 12 L-异亮氨酸产生菌选育的研究 13 L-异亮氨酸质量标准 14 对四种异亮氨质量标准的评价 15 异亮氨酸细菌内毒素和热原检查的探讨 16 从面筋水解物中提取L—亮氨酸 17 从人发中连续提取亮氨酸和胱氨酸工艺初探 　　需要上述资料的读者,请与本刊编辑部联系,编辑部提供复印服务,复印费、邮寄费等共80 元。 　　联系电话：027-87664846 　　邮编：430072 　　地址：武汉市武汉大学《氨基酸和生物资源》编辑部     

产生L-异亮氨酸的黄色短杆菌的代谢途径分析

目的:代谢工程要解决的主要问题是改变某些途径中的碳架物质流量或改变碳架物质流在不同途径中的流量分布,其目标就是修饰初级代谢,将碳架物质流导入目的产物的载流途径,以获得产物的最大转化率。方法:利用途径分析方法对黄色短杆菌生产L-异亮氨酸的途径进行了分析。结果:建立了9种基础模型,确定L-异亮氨酸理论最高摩尔产率是1;确定了黄色短杆菌生产L-异亮氨酸的最佳途径的通量分布,并以此为依据进行发酵溶氧控制优化,溶氧分阶段控制发酵生产L-异亮氨酸比溶氧恒定控制方式发酵的产率提高了8.2%。结论:根据途径分析结果,通过改变发酵过程有关参数,可使目的产物产率得到提高。     

四种氨基酸原料细菌内毒素检查法的研究

依据中国药典2000年版“细菌内毒素检查法”,通过鲎试剂的干扰试验,研究注射用氨基酸原料中细菌内毒素检查法的可行性。结果在2~16倍稀释级下,L-缬氨酸(c=2.5%)和L-异亮氨酸(c=2.5%)对鲎试剂无干扰,检测细菌内毒素的鲎试剂灵敏度≤5.0×102EU.L-1,而在16倍稀释级范围内,L-脯氨酸(c=4.5%)和L-亮氨酸(c=2.0%)对鲎试剂检查法有抑制作用。结论为注射用L-异亮氨酸和L-缬氨酸用灵敏度为5.0×102EU.L-1的鲎试剂检查其细菌内毒素方法可行,可以代替家兔法检查热原。     

细菌苏氨酸脱水酶受L-异亮氨酸反馈抑制的关键在于其调控结构域

苏氨酸脱水酶是细菌L-异亮氨酸合成途径中的关键酶,酶活力受终产物L-异亮氨酸的反馈抑制。苏氨酸脱水酶包含催化结构域及调控结构域,其中调控结构域所起的作用有待进一步研究。本文在大肠杆菌中分别克隆表达了四种不同的苏氨酸脱水酶:来自谷氨酸棒杆菌的苏氨酸脱水酶CgIlvA及其不合调控结构域的突变体CgIlvA~M和来自大肠杆菌的苏氨酸脱水酶EcIlvA及其不合调控结构域的突变体EcIlvA~M。通过蛋白纯化和酶活分析发现,CgIlvA~M和EcIlvA~M的酶活力比CgIlvA和EcIlvA的酶活力有所降低,但它们不再受L-异亮氨酸的反馈抑制,说明L-异亮氨酸对苏氨酸脱水酶的反馈抑制是通过其调控结构域来实现的。     

L-异亮氨酸产生菌XQ-4在连续培养中的动力学特性

以黄色短杆菌（Brevibacterium flavum)ATCC14067诱变选育获得的L-异亮氨酸高产菌XQ－4（AHV^rSuc^gSG^rEth^rα-AB^rIleHx^r）在连续培养中进行动力学特性研究,以葡萄糖为限制性底物时,XQ－4菌株的生长符合Monod方程,其最大比生长速率μmax=0.265h^-1,饱和常数Ka=0.789g/L.XQ-4菌株L-异亮氨酸发酵时菌体最大实际转化率Yx=0.499g/g,产物最大实际转化率Yp=0.379g/g。     

融合表达氨基转移酶DsaD和异构酶DsaE合成L-别异亮氨酸

【背景】L-异亮氨酸(L-isoleucine,L-Ile)和L-别异亮氨酸(L-allo-isoleucine,L-allo-Ile)是自然界中广泛存在的一对同分异构体。抗感染抗生素Desotamides结构中含L-别异亮氨酸结构单元,其生物合成途径中的氨基转移酶DsaD和异构酶DsaE可以协作催化L-异亮氨酸和L-别异亮氨酸相互转化。【目的】通过理性设计,使氨基转移酶DsaD和异构酶DsaE融合表达,研究融合蛋白DsaDE催化异亮氨酸和别异亮氨酸相互转化的功能。【方法】利用PCR分别扩增dsaE基因编码区DNA片段、以及含dsaD基因编码区和114个碱基接头序列的DNA片段dsaD-linker,利用酶切位点KpnI将dsaE和dsaD-linker相连,形成das DE重组序列,并克隆至pET28a(+)中,将重组质粒pET28a-dsaDE转化至Escherichia coli BL21(DE3)中进行融合表达,利用Ni-NTA亲和层析法纯化融合蛋白DsaDE;分别以L-异亮氨酸和L-别异亮氨酸为底物进行融合蛋白的体外酶活性检测,利用高效液相色谱对酶反应产物进行分析。【结果】PCR验证、酶切验证以及测序结果证明pET28a-dsaDE重组载体具有正确序列;N-末端和C-末端融合6个组氨酸标签的融合蛋白DsaDE在E. coli BL21(DE3)中获得可溶性表达,经Ni-NTA亲和层析法一步纯化获得纯度约95%的融合蛋白,纯化的融合蛋白DsaDE具有较好的活性,能够催化L-isoleucine和L-allo-isoleucine间的相互转化。【结论】氨基转移酶DsaD和异构酶DsaE成功融合表达,经一步Ni-NTA亲和层析法纯化即可获得纯度较高的融合蛋白,融合蛋白同时具有氨基转移酶和异构酶的活性,为进一步研究L-别异亮氨酸的工业化生产奠定了基础。     

常温常压等离子体诱变选育高产L-异亮氨酸大肠杆菌

旨在选育L-异亮氨酸高产大肠杆菌.以大肠杆菌K12(Met-)为出发菌株,经常温常压等离子体(ARTP)诱变,通过微生物高通量液滴培养系统(MMC)筛选,以α-氨基丁酸(α-AB)抗性为筛选标记,得到一株高产L-异亮氨酸的突变菌株大肠杆菌NXU12,并对其遗传稳定性进行了研究.结果表明,出发菌株大肠杆菌K12(Met-...     

利用具有低丝氨酸脱水酶活性的嗜甘氨酸棒杆状菌突变株提高 L-丝氨酸产量

<正> 以甘氨酸为前体,利用嗜甘氨酸棒状杆菌发酵法生产 L-丝氨酸中,由于减少了 L-丝氨酸被酶降解,从而提高了 L-丝氨酸产量。细胞内具有降解 L-丝氨酸能力的 L-丝氨酸脱水酶(SD)活性在不能利用 L-丝氨酸作氮源或作为生长需要的氨基酸的突变株里降低。通过遗传育种技术由 AJ-3170(ATCC21341)获得两株营养缺陷型:L-亮氨酸和 L-异亮氨酸缺陷型突变株(AJ-3414)和 L-毫氨酸和蛋氨酸缺陷型突变株(AJ-3413),前者完全缺失 SD 活性,后者 SD 活性仅为亲株的32％。这两株突变株由30mg/ml 甘氨酸作前体的培养基中分别可以累积13.8和13.9mg/ml L-丝氨酸,其生产收率也由亲株的15.3％提高到46％。     

分批补料培养对L-异亮氨酸发酵的影响

以钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum Met-,Bio-,AECr,AHVr)的分批补料技术进行L-异亮氨酸(L-ILE)发酵调控的研究.采用间歇恒速补料方式,当初糖浓度由7%下降至1%～2%,补糖为23g/L·h,整个发酵过程糖浓度一直维持在2%,μ、x值都提高,qp为最大;L-亮氨酸产率达17.4g/L,产酸率提高21%,结果明显优于分批培养.     

L-异亮氨酸产生菌的选育

以黄色短杆菌BF420为出发菌株,经紫外线和亚硝基胍复合诱变处理后,单菌落分离筛选到一株营养缺陷型突变菌株BF35(Lys-).进一步采用氨基酸结构类似物S-2-氨基乙基-L-半胱氨酸(AEC)、α-氨基丁酸(α-AB)进行抗性筛选,获得一株带有遗传标记的L-异亮氨酸高产突变株BF3510(Lys-+AECr +a-ABr).该菌株在培养基未优化的条件下摇瓶产酸量为6.4g·L-1,比出发菌株增加了83％.     

α-酮戊二酸依赖型双加氧酶催化特性及反应耦联辅因子对其催化羟基化反应的影响

【目的】以重组大肠杆菌表达的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)L-异亮氨酸双加氧酶(L-isoleucine dioxygenase,IDO)为研究对象,考察其催化L-异亮氨酸(L-Ile)羟基化反应的影响因素,构建IDO催化合成羟基氨基酸的反应体系。【方法】通过Ni-NTA亲和层析法从重组大肠杆菌(Escherichia coli)BL21/p ET28a-ido中纯化获得重组IDO,以L-Ile为底物,考察重组IDO催化羟基化反应的影响因素,并进一步针对耦联反应优化α-酮戊二酸(α-KG)在重组IDO酶促转化体系中的添加浓度。【结果】基于重组IDO催化L-Ile羟基化的活性测定,计算该酶Km为0.247 mmol/L,kcat为1.260 s-1,kcat/Km为5.101 L/(mmol·s),与其他同源酶动力学参数比较分析表明,重组IDO的底物亲和性及催化效率较高。重组IDO催化反应的最适温度为20°C、最适p H为7.0;在35°C以下较为稳定;反应体系中Fe2+最适浓度为1 mmol/L。重组IDO可催化不同L-氨基酸反应,对L-异亮氨酸、L-正亮氨酸、L-甲硫氨酸的活性较高。通过优化α-KG浓度,反应体系中添加30 mmol/Lα-KG时,可将底物浓度提高至70 mmol/L,产物4-羟基异亮氨酸(4-HIL)的摩尔产率达66.20%,表明α-KG作为反应耦联辅因子,其浓度对重组IDO催化L-Ile羟基化具有显著影响。【结论】重组IDO的底物亲和性、催化效率、最适催化条件、稳定性等基本性质有利于催化L-Ile羟基化反应。在其催化反应体系中,α-KG作为反应耦联辅因子,对酶促转化效果影响显著。研究结果为4-HIL及其他羟基氨基酸的酶促转化提供了研究基础。     

谷氨酸棒杆菌YILW苏氨酸脱水酶基因的克隆表达及酶学性质

将L-异亮氨酸生产菌谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum YILW)苏氨酸脱水酶(threonine de-hydratase,TD)的编码基因ilvA在大肠杆菌中进行异源表达及进行初步的酶学性质研究。分别以C.glutamicum ATCC13032、YILW的基因组DNA为模板,利用PCR技术扩增出苏氨酸脱水酶的编码基因ilvA,测序获得编码序列。利用质粒PET-His将该基因在大肠杆菌BL21(DE3)中进行重组表达、金属螯合纯化,对其酶学性质进行初步研究。结果显示C.glutamicum YILW编码基因序列与已报道的ilvA序列相差5个碱基,相似度为99.6%,第383位氨基酸由苯丙氨酸突变为缬氨酸。酶学性质研究表明:重组酶YilwTD最适反应温度为32℃,在20~55℃范围内该酶较稳定,最适pH为6.7,该酶底物专一性强,对最适底物苏氨酸的米氏常数Km=8.32 mmol/L,最大反应速度Vmax=3.18×104U/mg,与野生型酶相比,突变(F383V)后可显著降低终产物对酶的反馈抑制作用。为揭示突变对苏氨酸脱水酶活性的影响及进一步利用基因工程技术改造L-异亮氨酸生产菌,提高L-异亮氨酸产量奠定了基础。     

工业谷氨酸棒杆菌电转化整合效率的优化

研究不同因素对谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)电转化效率的影响,探讨电转化的最适条件,提高电转化效率。以产L-异亮氨酸的谷氨酸棒杆菌工业菌株a11为受体菌,大肠杆菌(Escherichia coli)JM109及质粒pk18mobsac B为载体,通过电转化方法研究了菌体最佳感受态性能、复苏培养基高渗溶液浓度、最适电场强度及电击后的热激培养对电转化效率的影响。对于谷氨酸棒杆菌a11而言,使用无痕的自杀载体电击转化,在感受态细胞OD_(600 nm)值为1.0~1.2,电场强度达到9.0 kV/cm,电转后46℃热激培养8 min,而且热激后继续保持37℃的适应性培养,电转化效率最高,达到1.8×10~3cfu/μg DNA。实现了工业谷氨酸棒杆菌的电转化效率的提高,也为其它谷氨酸棒杆菌电转化效率的提高提供参考方法。     

L-异亮氨酸生产新技术

<正> 日本三菱油化公司最近成功地开发了一种可高效率地生产必需氨基酸——L-异亮氨酸的新的生物技术,即:在生产过程中抑制菌体增殖,而不影响复合酶反应中的代谢能力。如,将乙醇同化菌——黄色短杆菌在添加生物素的培养基中进行增殖,然后再将其转移到去除了生物素等的培养基中,使菌体停止增殖,这时可高效率地将所添加的乙醇和2—酮基丁酸转化成正异亮氨酸,收率高达95%(纯度97%)。该工艺的优点是:(1)由于抑制了菌体的增殖,因此可降低原料的消耗;(2)由于去除生物素后杂菌难以生长,故培养基可不必灭菌;(3)菌体可反复循环使用,成本低;(4)副产物少,精制成本亦低。     

环境因素对L-异亮氨酸发酵的影响

通过 5L自控发酵罐发酵实验 ,结合发酵过程中菌生长形态的变化 ,对L -异亮氨酸补料分批发酵进行研究 ,研究了环境因素对黄色短杆菌 (Brevibacteriumflavum)TJCN - 1的影响 ,优化出发酵最佳控制条件 ,提出分阶段发酵控制模式 ,对L -异亮氨酸生产有指导意义。     

酶法拆分制备D-异亮氨酸的工艺研究

以DL-异亮氨酸为原料经过乙酰化、氨基酰化酶拆分和水解制备D-异亮氨酸.使乙酸酐与DL-异亮氨酸在0～10℃下反应生成乙酰-DL-异亮氨酸,在氨基酰化酶的作用下,温度为37℃搅拌反应3d处理得到L-异亮氨酸和乙酰-D-异亮氨酸,乙酰-D-异亮氨酸经过盐酸水解得到D-异亮氨酸,收率为97.4％,光学纯度达到98％以上.另...