17β-雌二醇对谷氨酸诱导的SH-SY5Y细胞增殖和凋亡的影响

目的:探讨17β-雌二醇对谷氨酸诱导的SH-SY5Y细胞损伤的保护作用及可能机制。方法:选取SH-SY5Y细胞传代培养,分为四组:(1)阴性对照组;(2)氧化损伤组:0.1 mmol·L~(-1)谷氨酸作用24 h;(3)17β-雌二醇低、高浓度组:加入(1.0×10~(-4) mmol·L~(-1)和1.0×10~(-3)mmol·L~(-1))17β-雌二醇作用24 h之后,加入谷氨酸作用24 h。采用MTT比色法检测细胞存活率,流式细胞仪检测细胞活性氧(ROS)水平,Hoechst-PI染色观查细胞凋亡,分光光度计检测上清液中Caspase-3及Caspase-9含量。结果:7β-雌二醇能明显抑制谷氨酸诱导的细胞活性的下降,减少谷氨酸所致SH-SY5Y细胞内ROS的生成,降低细胞凋亡率,减少凋亡因子的活性。结论:17β-雌二醇对神经细胞损伤具有保护作用,这可能与其抗氧化作用有关。     

谷氨酸棒杆菌一步法发酵糖质原料生产γ-聚谷氨酸

γ-聚谷氨酸在食品、化妆品、生物医药等领域具有广泛的应用,目前主要的生产菌株是谷氨酸依赖型菌株,在生产过程中需要添加谷氨酸作为前体,因而生产γ-聚谷氨酸的成本较高。文中主要研究从糖质原料一步法发酵合成γ-聚谷氨酸的生产工艺。首先,从产γ-聚谷氨酸的菌株枯草芽孢杆菌中克隆γ-聚谷氨酸合成酶的基因簇pgs BCA,在谷氨酸棒杆菌模式菌株ATCC13032中进行诱导型和组成型表达,结果显示,仅诱导型表达菌株可以积累γ-聚谷氨酸,产量为1.43 g/L。进一步对诱导条件进行优化,确定诱导时间为2 h,IPTG浓度为0.8 mmol/L,γ-聚谷氨酸产量为1.98g/L。在此基础上,在一株高产谷氨酸的谷氨酸棒杆菌F343中外源表达pgs BCA,对重组菌进行发酵,结果表明,在摇瓶发酵中γ-聚谷氨酸产量达到10.23g/L,在5L发酵罐中产量达到20.08g/L;继而对γ-聚谷氨酸进行分子量测定,结果显示,产自F343重组菌的γ-聚谷氨酸的重均分子量比产自枯草芽孢杆菌的提高34.77%。文中构建了一步法发酵糖质原料生产γ-聚谷氨酸的新途径,同时为开发其潜在应用奠定了基础。     

不同分子量γ-聚谷氨酸的生物合成

【背景】不同分子量的γ-聚谷氨酸在农业、化妆品和医药领域具有重要的应用价值,开发不同分子量γ-聚谷氨酸的生物合成工艺已成为研究热点。【目的】在γ-聚谷氨酸生产菌株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) KH2中实现不同分子量γ-聚谷氨酸的合成。【方法】分别克隆表达不同来源的水解酶,包括B.subtilis来源的γ-聚谷氨酸水解酶PgdS和YwtE,以及地衣芽孢杆菌来源的SGH。研究不同来源水解酶对B. subtilis KH2产γ-聚谷氨酸分子量的影响。通过改变水解酶处理条件获得不同分子量γ-聚谷氨酸的生物合成工艺。【结果】PgdS、YwtE和SGH均可降低γ-聚谷氨酸的分子量,其中PgdS水解效果最好,可以将γ-聚谷氨酸分子量由原来的1 600 kDa降低为180 kDa。通过优化PgdS的添加量与添加时间,在B. subtilis KH2中获得了分子量为210–600 kDa的γ-聚谷氨酸。【结论】利用水解酶处理,可以在B. subtilis KH2中实现不同分子量γ-聚谷氨酸的生物合成。该方法反应条件温和、分子量可控区间宽,具有良好的应用前景。     

溶解氧对γ-聚谷氨酸合成的影响

在5L发酵罐上研究了溶解氧(DO)对地衣芽孢杆菌分批发酵生产γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的影响并考察在8h、32h、56h时,葡萄糖激酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶、丙酮酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶和谷氨酸脱氢酶的活性及对应时间点上γ-PGA的生产速率。通过溶解氧电极和搅拌转速的串联控制发酵过程中溶解氧水平,发现高溶解氧(60%)水平和低溶解氧(10%)水平均不能高效积累γ-PGA。6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性的提高对产物的积累有抑制作用,葡萄糖激酶和谷氨酸脱氢酶的酶活提高对产物积累有促进作用,过高的丙酮酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶的活性在一定程度上可以促进菌体生长但不利于产物的积累。此外,通过对三种不同DO水平下γ-PGA生物合成途径中相关代谢流量的计算表明,在p H 6.5的条件下,对于谷氨酸依赖型生产菌株,提高外源谷氨酸利用率可以促进γ-PGA的生物合成。     

17beta-雌二醇对谷氨酸诱导的SH-SY5Y细胞增殖和凋亡的影响

目的：探讨17β-雌二醇对谷氨酸诱导的SH-SY5Y细胞损伤的保护作用及可能机制。方法：选取SH-SY5Y细胞传代培养, 分为四组：(1)阴性对照组;(2)氧化损伤组：0.1 mmol·L-1谷氨酸作用24 h;(3)17β- 雌二醇低、高浓度组：加入(1.0× 10-4mmol·L-1和 1.0× 10-3 mmol·L-1)17β- 雌二醇作用24 h之后,加入谷氨酸作用24 h。采用MTT 比色法检测细胞存活率,流式细胞仪检测细胞活 性氧(ROS)水平,Hoechst-PI染色观查细胞凋亡,分光光度计检测上清液中Caspase-3 及Caspase-9 含量。结果：7β- 雌二醇能明显 抑制谷氨酸诱导的细胞活性的下降,减少谷氨酸所致SH-SY5Y 细胞内ROS 的生成,降低细胞凋亡率,减少凋亡因子的活性。结 论：17β-雌二醇对神经细胞损伤具有保护作用,这可能与其抗氧化作用有关。     

谷氨酸-谷氨酰胺循环异常与孤独症谱系障碍研究进展

孤独症谱系障碍（autism spectrum disorder,ASD）是一种多病因神经发育性疾病,人群患病率高,病因复杂多样,包括炎症、自身免疫、基因异常等,但具体发病机制尚不清楚。在哺乳动物中枢神经系统（central nervous system,CNS）中,谷氨酸是最主要的兴奋性神经递质,也是一种潜在的神经毒素,其引起的兴奋毒性可能导致神经细胞的死亡。而星形胶质细胞和神经元之间谷氨酸-谷氨酰胺的代谢偶联,防止了过量的谷氨酸扩散到周围神经元上,进而避免了神经元的过度兴奋,对神经元起到保护作用。有研究表明,谷氨酸-谷氨酰胺循环异常可能为ASD发生的核心机制。因此,对炎症、自身免疫、基因异常等孤独症谱系障碍经典病因与谷氨酸-谷氨酰胺循环之间的联系进行综述,以期为孤独症谱系障碍分型和治疗提供一种新思路。     

γ-聚谷氨酸的性质与生产方法

介绍了γ-聚谷氨酸的结构、理化性质及其用途。从国内外生产γ-聚谷氨酸的方法着手,综述了不同的合成方法以及各自的优缺点,重点介绍了微生物法合成γ-聚谷氨酸的途径,对新方法进行了展望。     

γ-聚谷氨酸水凝胶研究与应用进展

主要介绍了一种集吸水性能、保水性能、环境友好性于一身的高分子材料γ-聚谷氨酸水凝胶的研究现状及发展前景,分别从γ-聚谷氨酸水凝胶、γ-聚谷氨酸与其他物质复合水凝胶的合成以及γ-聚谷氨酸类水凝胶的应用三方面进行了综述。     

高亲和力谷氨酸转运体

高亲和力谷氨酸转运体主要位于神经元和胶质细胞的细胞膜上,能逆浓度梯度从胞外向胞内摄取谷氨酸,中止谷氨酸能传递,使胞外谷氨酸浓度保持在较低水平,以保护神经元不受谷氨酸的毒性影响。近年来,随着高亲和力谷氨酸转运体的克隆,有关研究迅速发展。本文从高亲和力谷氨酸转运体的克隆、分子结构特征、表达分布、生理功能、结构－功能关系等方面对近年的进展加以综述。     

聚谷氨酸-明胶生物胶生物学评价

考察了聚谷氨酸-明胶生物胶的生物性能。从细胞毒性、急性毒性、皮肤刺激、溶血、热源、皮肤致敏等试验对其进行生物学检测。结果发现：聚谷氨酸-明胶生物胶的细胞毒性、急性毒性、皮肤刺激、溶血、热源、皮肤致敏试验均为阴性。这些结果表明聚谷氨酸-明胶生物胶具有良好的生物性能。     

γ-聚谷氨酸发酵培养基的Plackett-Burman法优化

以一株γ-聚谷氨酸高产菌——地衣芽孢杆菌GIM-P10为试验菌株,采用逐因子实验法确定γ-聚谷氨酸合成考察因素的参考范围,再采用Plackett-Burman设计法进行培养基的优化,10个实验因子中筛选到四个显著影响因子:柠檬酸、谷氨酸、K2HPO4和MgSO4·7H2O。另外,综合评价实验结果,表明γ-聚谷氨酸的产量与多糖含量呈负向关系,与细胞干重呈正向关系。利用Plackett-Burman设计法发酵产γ-聚谷氨酸可高达21.27g/L,为基础培养基的2倍以上。     

以聚γ-谷氨酸为材质研制微胶囊的工艺

微胶囊制剂能够利用壁材将囊芯物质包裹起来,减少外界环境的不良因素对其造成的影响,但存在产品残效期和速效性的矛盾、成本过高等问题。聚γ-谷氨酸具有成膜性,可生物降解。本文通过自制的枯草芽胞杆菌聚γ-谷氨酸,对开发聚γ-谷氨酸微胶囊的工艺展开研究。对壁材浓度、搅拌转速、反应温度、聚γ-谷氨酸∶明胶质量比、菌悬液体积和甲醛的用量进行优化,建立了聚γ-谷氨酸微胶囊制备工艺,微胶囊对枯草芽胞杆菌的包埋率达到94.2%。同时考察了微胶囊制剂对热、紫外线和极端pH的抗逆性,结果表明聚γ-谷氨酸-明胶微胶囊能赋予微生物细胞更强的抗紫外能力和耐热性。在极端pH条件下热处理,聚γ-谷氨酸-明胶微胶囊剂中枯草芽胞杆菌的存活率也显著提高。     

谷氨酸高产菌种与发酵新工艺在广州通过技术鉴定

由华南理工大学选育的谷氨酸高产菌株S9114以及该校与佛山海天调味食品公司合作研究的淀粉糖高生物素添加青霉素谷氨酸发酵新工艺,于1994年3月22日通过了由广东省科委主持的技术鉴定。有关专家、教授及味精厂的专家共30余人出席技术鉴定会。 谷氨酸高产菌株S9114是华南理工大学以T6-13为出发株,经紫外线、亚硝基胍等对原生质体进行多次复合诱变、分离纯化选育而得,已在国内近20家厂生产使用,取得了很好的效果。生产实践证明,该菌种性能优良,生长粗放,具有产酸率高(最高产酸在100g/L以上,如南宁味精厂、沈阳味精厂)、糖酸转化率高(如济南味精厂最高达61％以上),而且菌体粗大,提取收率高(如周口味精厂月平均一次等电点收率达83.2％)。即使在高酸条件下,也不易生成β-型结晶。参加鉴定的专家、教授和使用厂家一致认为     

猪脑谷氨酸脱羧酶的分离纯化以及生物学活性鉴定

L-谷氨酸脱羧酶是γ-氨基丁酸合成的关键限速酶,广泛的存在于脊椎动物神经细胞以及β-胰腺细胞,是胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)病人以及僵硬综合症(SMS)病人血清的关键抗原。运用sephamryl S-200以及DEAEsepharose可以从猪脑中分离纯化出谷氨酸脱羧酶。纯化的GAD在变性条件下电泳,经考马斯亮蓝R250染色以及Western-Blot鉴定主要有两条带,分子量分别为67kD和44kD。根据L-谷氨酸脱羧酶能够分解谷氨酸产生γ-氨基丁酸和CO2的特性,通过测定产物γ-氨基丁酸推断酶活。以上实验结果表明从猪脑中分离纯化到的是具有生物学活性以及免疫原性的谷氨酸脱羧酶,可进一步改良为IDDM检测试剂盒,用于IDDM的预防和预测。     

用营养缺陷型的回复突变提高谷氨酸产生菌的转化率——B9-17-36菌株的选育

本试验应用营养缺陷型的回复突变方法,解除谷氨酸生成中的反馈抑制,以提高谷氨酸产生菌的转化率。首先用N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍处理B9得到一株不产生谷氨酸的精氨酸缺陷型B9-17,然后用硫酸二乙酯处理B9-17得到一系列回复突变株,从中选得一株B9-17-36菌株,通过摇瓶试验、中型扩大试验及大型生产,证明该菌株比亲株B9     

混菌发酵生产γ-聚谷氨酸的工艺条件优化

采用谷氨酸棒杆菌S9114和枯草芽胞杆菌NTG-4在10 L自控发酵罐上进行混菌发酵,探索混菌发酵生产γ-聚谷氨酸的可行性并进行工艺优化。结果表明:温度、接种量、pH及溶氧对聚谷氨酸发酵有较大影响,发酵前期维持32℃,6 h提温至37℃变温控制,谷氨酸棒杆菌和枯草芽胞杆菌接种量分别为5%和0.5%,pH 7.0,溶氧20%最有利于γ-聚谷氨酸发酵,在此条件下发酵32 hγ-聚谷氨酸最高产量为38.3 g/L。     

聚γ-谷氨酸高产菌的选育与培养基优化

利用合成培养基为筛选培养基,以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)B6-1为出发菌株,经过三轮紫外线诱变和一轮硫酸二乙酯诱变得到了聚γ-谷氨酸高产突变株枯草芽孢杆菌W003,摇瓶液体发酵的聚γ-谷氨酸产量由出发菌株的10.9 g/L提高到20.5 g/L.单因素实验结果表明,该菌产聚γ-谷氨酸的合适碳源为葡萄糖,氮源为硫酸铵.通过正交实验得到了优化的培养基配方,经36h液体发酵,聚γ-谷氨酸产量可达到45.3 g/L.     

代谢型谷氨酸受体激动引起星形神经胶质细胞肿胀

用[~3H]-3-氧-甲基-D-葡萄糖摄取的方法测定细胞水含量,观察谷氨酸受体激动剂、拮抗剂对培养的星形神经胶质细胞水含量的影响,并观察细胞内、外钙的作用.结果发现:0.5,1,10 mmol/L的谷氨酸和1mmol/L的trans-ACPD(代谢型谷氨酸受体激动剂)1h均可以引起细胞的水含量增加,1mmol/L的 AMPA(离子型谷氨酸受体激动剂)不影响细胞的水含量,1mmol/L的L-AP3(代谢型谷氨酸受体拮抗剂)可以拮抗1mmol/L谷氨酸和trans-ACPD的作用;撤除细胞外液的钙,谷氨酸不再引起细胞的水含量增加, 20 μmol/ L 的 CdCl₂不能减轻谷氨酸的作用,而300μmol/L的CdCl₂及30μmol/L的胆罗啉(Dantrolene)均可以减轻谷氨酸的作用,提示代谢型谷氨酸受体激动引起星形细胞肿胀,细胞内、外Ca²⁺在谷氨酸引起的星形细胞肿胀中起一定的作用.     

理性代谢工程改造促进谷氨酸棒杆菌高效合成L-谷氨酸

L-谷氨酸是世界上第一大宗氨基酸产品,广泛应用于食品医药及化工等行业。以谷氨酸高产菌谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum) G01为出发菌株,首先通过敲除主要副产物丙氨酸合成相关基因-丙氨酸氨基转移酶编码基因(alaT),降低了发酵副产物丙氨酸含量。其次,α-酮戊二酸节点碳流量对谷氨酸合成起重要作用,因此,采用核糖体结合位点(ribosome-binding site,RBS)序列优化降低了α-酮戊二酸脱氢酶的活性,强化了谷氨酸合成代谢流。同时通过筛选不同来源的谷氨酸脱氢酶,加强了α-酮戊二酸内源转化为谷氨酸的能力。接着,对谷氨酸转运蛋白进行理性设计,提高了谷氨酸的外排能力。最后,对基于以上策略构建的整合菌株进行了5 L发酵罐发酵优化,通过梯度升温结合分批补料策略,谷氨酸产量为(136.33±4.68) g/L,较原始菌的产量(96.53±2.32) g/L提高了41.2%;糖酸转化率为55.8%,较原始菌的44.2%提高了11.6%;且降低了副产物丙氨酸的含量。以上策略一定程度上提高了谷氨酸的产量与糖酸转化率,可为谷氨酸生产菌株的代谢改造提供参考。     

枯草杆菌 SBS液体发酵联产血栓溶解酶和γ-聚谷氨酸

【目的】利用枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis SBS)进行联产血栓溶解酶和γ-聚谷氨酸研究【方法】本研究以实验室自行分离的Bacillus subtilis SBS为出发菌株,进行了液体发酵,通过正交实验研究了碳、氮源对血栓溶解酶和γ-聚谷氨酸联产的影响,并运用多种检测方法对产物进行了鉴定。【结果】在未添加谷氨酸的培养基中合成了γ-聚谷氨酸,表明该菌是非谷氨酸依赖型菌。合成血栓溶解酶的合适碳、氮源分别是可溶性淀粉和大豆蛋白胨,合成γ-聚谷氨酸的合适碳、氮源分别是蔗糖和NH4Cl。【结论】以蔗糖和大豆蛋白胨、NH4Cl分别作为碳源和氮源进行血栓溶解酶和γ-聚谷氨酸的联产。在蔗糖 10 g/L、大豆蛋白胨 20 g/L、NH4Cl 8 g/L时,血栓溶解酶酶活为 265±25 IU/mL,γ-聚谷氨酸产量为1.183±0.015 g/L,均接近了单独合成时的水平。