S-腺苷甲硫氨酸合成酶反应条件的优化

优化了重组毕赤酵母表达的S-腺苷甲硫氨酸合成酶催化L-甲硫氨酸(Met)和ATP合成 S-腺苷甲硫氨酸的条件,确定了该酶的最适酶活力检测条件为20mmol/L的L -Met,26mmol/ L的ATP,52mmol/L的MgCl2,300mmol/L的KCl,8mmol/L的还原型谷胱甘肽,100mmol/ L的Tris,反应液pH 8.5,35°C反应 1h,比活力达到23.84U/mg.该酶还可以催化以DL-Met代替L-Met为底物的S-腺苷甲硫氨酸合成反应,以降低生产成本.     

重组毕赤酵母发酵生产S-腺苷甲硫氨酸培养条件优化

甲醇营养型毕赤酵母生产S-腺苷甲硫氨酸(SAM)是通过其表达的SAM合成酶催化L-甲硫氨酸(L-Met)和ATP反应而合成的。本文采用全合成培养基,在摇瓶上进行了培养条件的优化,确定了接种量、pH、PTM1、PO43-等初步条件。并根据SAM生物合成的特征,重点对其碳、氮源的影响作了进一步的分析优化。结果表明:当CaSO40.465g/L,K2SO49.10g/L,MgSO4.7H2O 7.45g/L,PO43-0.5mol/L情况下,生长阶段,甘油4%、硫酸铵4.00g/L为最佳;诱导表达阶段,L-Met1.0g/L,甘油与甲醇比例为0.5、硫酸铵8.00g/L为最佳。优化后,SAM产量诱导4d后达1.48g/L,诱导5d后可达1.70g/L(131mg/g干细胞),L-Met的转化率可达40.65%,既利于工艺放大又便于产品的分离纯化。     

强化表达SAM合成酶促进SAM在毕赤酵母中累积

S 腺苷甲硫氨酸 (S adenosyl L methionine ,SAM)是生物体硫代谢的重要中间代谢物质 ,在体内起着转甲基、转硫基、转氨丙基的作用 ,具有重要的药用和保健价值。将酿酒酵母来源的SAM合成酶 2基因置于GAP启动子调控下 ,构建胞内组成型表达质粒 ,并电转化至毕赤酵母菌株GS115。经Zeocin抗性和培养筛选到一株高产SAM的重组菌。对重组菌表达工艺的研究表明 ,碳源、氮源、pH和溶解氧对SAM的累积有较大影响。在优化条件下 ,重组细胞培养 3天 ,SAM累积量可达 2 .49g/L。     

利用重组Pichia pastoris生产腺苷甲硫氨酸

为改造甲醇利用型酵母Pichia pastoris来生产腺苷甲硫氨酸（SAM,S－adenosyl-L-methionine),我们将一个带有SAM合成酶基因的胞内表达质粒转化入Pichia pastoris菌株GS115,经过G418抗性筛选得到一株有两个基因拷贝的转化子。该菌在含有甲醇和甲硫氨酸的培养基中生长5d后,其细胞内的SAM的产量比原始菌株提高了30余倍。对该菌生产SAM的培养基中的碳源与氮源进行了优化,结果显示碳源的控制对该菌SAM产量的影响很大。在试管水平,该菌在含有0．75％的L-methionine并且碳源和有机氮源经过一定程度优化的培养基中,生长6d后SAM产量达到1．58g/L。     

利用重组Pichia pastoris生产腺苷甲硫氨酸

为改造甲醇利用型酵母Pichia pastoris来生产腺苷甲硫氨酸（SAM,S-adenosylL-methionine）,我们将一个带有SAM合成酶基因的胞内表达质粒转化入Pichia pastoris菌株GS115,经过G418抗性筛选得到一株有两个基因拷贝的转化子。该菌在含有甲醇和甲硫氨酸的培养基中生长5d后,其细胞内的SAM的产量比原始菌株提高了30余倍。对该菌生产SAM的培养基中的碳源与氮源进行了优化,结果显示碳源的控制对该菌SAM产量的影响很大。在试管水平,该菌在含有0.75％的L-methionine并且碳源和有机氮源经过一定程度优化的培养基中,生长6d后SAM产量达到1.58g/L。     

S-腺苷甲硫氨酸合成酶在大肠杆菌中的克隆与表达

目的:克隆与表达大肠杆菌S-腺苷甲硫氨酸合成酶的基因。方法:应用PCR技术从E.coliBL21(DE3)的总DNA中扩增出1.1kb的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因,将其连接到PGEMT载体上,测序证明正确后再将目的基因插入大肠杆菌高表达载体PET28a中,含有目的基因的重组质粒在大肠杆菌中进行表达与分析。结果:SAM合成酶在E.coliBL21(DE3)中的表达量达到23.6%,酶活达到4.17μmol/h.ml。结论:大肠杆菌表达出了具有生物活性的S-腺苷甲硫氨酸合成酶。     

以糙米为原料流加L-蛋氨酸的S-腺苷蛋氨酸发酵优化

研究了S-腺苷甲硫氨酸(SAM)高产菌啤酒酵母S-W55的廉价培养基及分批补料发酵过程优化.对啤酒酵母S-W55生长和SAM产量影响最为重要的糙米水解糖和酵母粉进行了响应面优化,得到了最优化的配方为糙米水解糖51.4g/L、酵母粉4.74g/L,此条件下啤酒酵母S-W55的SAM产量达2.61 g/L.不同分批补料发酵...     

S-腺苷甲硫氨酸合成酶对埃博霉素生物合成的影响

【目的】研究S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMs)对埃博霉素生物合成的影响。【方法】通过向发酵培养基中添加抑制剂和促进剂,比较分析纤维堆囊菌中SAMs的活性变化以及埃博霉素的产量变化。【结果】在埃博霉素的合成期,SAMs的活性较高。加入抑制剂吲哚乙酸(IAA)之后,SAMs的活性和埃博霉素的产量都不同程度的降低,而加入促进剂对甲苯磺酸钠(p-TSA-Na)之后,SAMs的活性和埃博霉素的产量在不同程度上都有提高。在纤维堆囊菌的次级代谢中,SAMs活性与埃博霉素的生物合成量呈正相关。【结论】S-腺苷甲硫氨酸合成酶在纤维堆囊菌的埃博霉素生物合成过程中发挥了重要的作用。     

HPLC-UV法定量测定发酵液中的S-腺苷-L-甲硫氨酸

本文采用高效液相色谱-紫外检测器（HPLC-UV）定量测定发酵液中S-腺苷-L-甲硫氨酸（SAM）的含量。结果表明,S-腺苷-L-甲硫氨酸浓度在0.1~1.0g/L时,其峰面积（Y）与相应的浓度（X）呈线性关系,线性方程为Y=13.937X－0.1949,相关系数为0.9969。S-腺苷-L-甲硫氨酸的平均回收率为99.89~101.7%,相对标准偏差为0.48~1.36%。该方法精密度、准确度好,稳定性高,能简便、快速、准确地测定发酵液中S-腺苷-L-甲硫氨酸的含量。     

L-蛋氨酸及甲醇浓度对毕赤酵母摇瓶发酵生产S-腺苷蛋氨酸的影响

利用甲醇传感器及高效液相色谱检测毕赤酵母摇瓶发酵过程的甲醇浓度及S-腺苷蛋氨酸(SAM)浓度,发现L-蛋氨酸浓度及甲醇浓度对毕赤酵母细胞生长及合成S-腺苷蛋氨酸具有影响,据此对摇瓶发酵过程的L-蛋氨酸浓度及甲醇浓度进行优化。优化结果表明:当L-蛋氨酸浓度为7.5 g/L时,最适于SAM积累,产量达到0.83 g/L;进而利用甲醇传感器对发酵过程的甲醇浓度进行检测及控制,考察不同甲醇浓度对SAM产量的影响,毕赤酵母产SAM的最佳甲醇浓度为15 g/L,在此浓度下SAM的产量达到1.41 g/L,比对照实验增加了21%。     

卡氏德巴利酵母植酸酶在毕赤酵母中的异源表达及优化

【背景】植酸是一种能螯合金属离子和蛋白质的有机磷类化合物,广泛存在于植物组织中,影响动物对营养元素的吸收。在饲料中加入植酸酶可有效降解植酸。【目的】构建毕赤酵母异源表达卡氏德巴利酵母(Debaryomyces castellii,D. castellii)植酸酶的菌株,促进卡氏德巴利酵母植酸酶的研究及工业应用。【方法】将卡氏德巴利酵母植酸酶基因进行密码子优化后转入毕赤酵母GS115中,通过筛选多拷贝、敲除蛋白酶、过表达分子伴侣及转运蛋白的方法获取优势菌株。【结果】所得重组菌株GS115/DCphy(ΔPep4)(BFR2)的产酶酶活是低拷贝菌株的7倍。【结论】研究结果为卡氏德巴利酵母植酸酶的异源表达及潜在工业应用提供了一定的指导。     

过表达PDI对毕赤酵母分泌淀粉样蛋白的影响——以胱抑素为例

[目的] 本研究旨在结合酵母菌蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）与其底物蛋白鸡胱抑素C （chicken cystatin C,cC）在酵母中的共表达,理解PDI影响外源蛋白合成与表达的调控规律。运用转录组深度测序技术（RNA-Seq）筛选差异基因,调取并鉴定影响cC表达的关键基因,为解析外源蛋白高效表达机制,改造工程菌株提供理论支撑。[方法] 以巴斯德毕赤酵母GS115、GS115-cC为出发菌株,采用电转的方法将携带PDI编码基因的载体pPIC3.5K转入到GS115/GS115-cC菌株,使其在菌株中过表达,研究过表达PDI对cC表达的影响。采用RNA-Seq深度测序方法,研究重组毕赤酵母基因表达差异情况。并结合KEGG注释结果对数据进行分析,挑选差异显著表达基因进行验证,初步明确其在蛋白表达调控方面的功能。[结果] 本研究通过构建过表达PDI重组毕赤酵母菌株,使得外源蛋白cC的表达量显著增加。利用RNA-seq技术分析过表达PDI菌株与正常菌株的差异,最终筛选了373个差异表达基因,其中有122个差异基因注释到KEGG生物通路,包括12个基因注释到蛋白质转运和分解代谢途径,21个基因注释到蛋白质折叠分选和降解途径,以及24个基因参与蛋白质的翻译途径等。[结论] 在毕赤酵母中过表达PDI能显著增加外源蛋白cC的表达量。通过对过表达与正常表达PDI的毕赤酵母基因的表达谱分析,初步确定了其中一些转录情况变化显著的基因,明确了它们参与的细胞途径和信号通路,为改造具有高效率表达淀粉样蛋白的酵母菌株奠定基础。     

High-level expression of biologically active glycoprotein hormones in <Emphasis Type="Italic">Pichia pastoris</Emphasis> strains—selection of strain GS115, and not X-33, for the production of biologically active N-glycosylated <Superscript>15</Superscript>N-labeled phCG

The methylotrophic yeast Pichia pastoris is widely used for the production of recombinant glycoproteins. With the aim to generate biologically active ¹⁵N-labeled glycohormones for conformational studies focused on the unravelling of the NMR structures in solution, the P. pastoris strains GS115 and X-33 were explored for the expression of human chorionic gonadotropin (phCG) and human follicle-stimulating hormone (phFSH). In agreement with recent investigations on the N-glycosylation of phCG, produced in P. pastoris GS115, using ammonia/glycerol-methanol as nitrogen/carbon sources, the N-glycosylation pattern of phCG, synthesized using NH₄Cl/glucose–glycerol–methanol, comprised neutral and charged, phosphorylated high-mannose-type N-glycans (Man_8–15GlcNAc₂). However, the changed culturing protocol led to much higher amounts of glycoprotein material, which is of importance for an economical realistic approach of the aimed NMR research. In the context of these studies, attention was also paid to the site specific N-glycosylation in phCG produced in P. pastoris GS115. In contrast to the rather simple N-glycosylation pattern of phCG expressed in the GS115 strain, phCG and phFSH expressed in the X-33 strain revealed, besides neutral high-mannose-type N-glycans, also high concentrations of neutral hypermannose-type N-glycans (Man_up-to-30GlcNAc₂). The latter finding made the X-33 strain not very suitable for generating ¹⁵N-labeled material. Therefore, ¹⁵N-phCG was expressed in the GS115 strain using the new optimized protocol. The ¹⁵N-enrichment was evaluated by ¹⁵N-HSQC NMR spectroscopy and GLC-EI/MS. Circular dichroism studies indicated that ¹⁵N-phCG/GS115 had the same folding as urinary hCG. Furthermore, ¹⁵N-phCG/GS115 was found to be similar to the unlabeled protein in every respect as judged by radioimmunoassay, radioreceptor assays, and in vitro bioassays. Véronique Blanchard and Rupali A. Gadkari contributed equally.     

Genotyping of recombinant Pichia pastoris strains

A simplified amplified-fragment length polymorphism (AFLP) method was used to genotype Pichia pastoris strains obtained by transformation of P. pastoris strain GS115 with a single integration vector. A total of 14 transformants and 3 control strains were analyzed, which generated 16 different band patterns. A clonal variation was obtained after the transformation process due to genetic differences generated during the transformation event of the host strain. Furthermore, the cluster analysis showed that the transformants with lesser genetic differences with respect to the P. pastoris host strain are the recombinant strains with the highest level of recombinant protein production.     

一株聚羟基脂肪酸酯合成菌的筛选及鉴定

【背景】传统石油基塑料产品给人类和环境带来的危害日益严重,聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalknoates,PHA)作为新型可降解塑料原料越来越受到青睐。但PHA生产成本过高,使其推广应用严重受限。筛选适合大规模生产PHA的高产菌株是解决这一问题的重要途径。【目的】以挖掘合成PHA的菌种资源为目标,从极端环境筛选和鉴定新的高产PHA合成菌。【方法】通过尼罗蓝平板分离法和PCR法分离纯化菌株,采用16S rRNA基因鉴定并通过MEGA 6.0软件构建系统发育树,分析菌株的进化关系,最后通过尼罗红染色定性分析和气相色谱法定量测定该菌株在不同时期的PHA积累量。【结果】从盐碱地垃圾沉积物中分离得到了一株高产PHA的菌株,PhaC的PCR扩增结果证实了该菌株是PHA合成菌,经16S rRNA基因鉴定为Pseudomonas brassicacearum,将其命名为NP-2,进一步优化了菌株NP-2的培养条件,在培养48h时PHA积累量最大,达到3.78 mg/mL。【结论】NP-2属于Pseudomonas brassicacearum,能高产PHA。本研究为生产PHA提供了极端环境的...     

一株嗜酸硫杆菌M4-422-6的分离及其全基因组测序和比较基因组学分析

【目的】开展具有硫氧化能力的嗜酸硫杆菌属(Acidithiobacillus)的分离及其比较基因组学分析,不仅可以丰富硫氧化细菌菌种资源,而且有助于加深理解嗜酸硫杆菌的分子进化与生态适应机制。【方法】利用以硫代硫酸钠为唯一能源的培养基分离具有硫氧化能力的细菌;利用Illumina HiSeq X和Oxford Nanopore测序平台对一株嗜酸硫杆菌M4-422-6进行全基因组测序;利用相关生物信息学分析软件对原始数据进行组装和基因组注释,并与一株亲缘关系最近的菌株Igneacidithiobacillus copahuensis VAN18-1进行比较基因组学分析。【结果】分离获得一株具有硫氧化能力的嗜酸硫杆菌M4-422-6。基因组注释结果显示,菌株M4-422-6基因组由1个染色体和2个质粒组成,基因组大小为2 917 823 bp,G+C含量为58.54%,共编码2 925个蛋白。16S rRNA基因和基因组系统发育树显示,菌株M4-422-6代表嗜酸硫杆菌属的一个潜在新种。功能基因注释结果显示,菌株Acidithiobacillus sp. M4-422-6拥有与菌株特性相关的众多基因,包括硫氧化相关基因、CO₂固定相关基因和耐酸相关基因。比较基因组学分析发现,虽然菌株M4-422-6与VAN18-1的亲缘关系最近,但两者仍拥有众多的差异基因,主要包括噬菌体抗性相关基因和移动元件编码基因。【结论】菌株M4-422-6代表嗜酸硫杆菌属的一个潜在新种,该菌株具有同种内菌株所不具有的特有基因,并据此推测嗜酸硫杆菌种内分化可归因于对特定生态位的适应。     

产褪黑素绿色木霉工程菌的构建及生理特性分析

【背景】褪黑素(melatonin)是动植物内广泛存在的一种小分子生物胺类物质,在促进生物生长和提高环境耐受性等方面发挥重要作用。木霉(Trichoderma)既是重要的生防菌株也是高效的工业产品生产菌株,能够合成丰富的代谢产物。【目的】针对目前木霉菌株中还未发现褪黑素合成的问题,构建具有褪黑素合成能力的绿色木霉(Trichoderma viride)工程菌,并对其生理特性进行研究。【方法】在绿色木霉Tv-1511中异源表达了来源于人基因组的芳烷基胺N-乙酰转移酶(aralkylamineN-acetyltransferase,AANAT)编码基因hAANAT和乙酰复合胺-O-甲基转移酶(acetylserotonin-O-methyltransferase,ASMT)编码基因hASMT,高效液相色谱法(highperformance liquid chromatography, HPLC)检测了木霉工程菌合成褪黑素的产量,并利用生化方法检测了工程菌的生长、抗逆及对植物的促生抗病能力。【结果】获得了具有褪黑素合成能力的绿色木霉工程菌,此株工程菌具有更好的生长和产孢特性、更强的逆境胁迫耐...     

土壤中可编码乌头酸异构酶的芽胞杆菌菌株筛选及鉴定

【目的】以芽胞杆菌(Bacillus)为筛选对象,分离土壤中可编码乌头酸异构酶(aconitate isomerase,AI)的革兰氏阳性(Gram positive,G+)菌株,以丰富对AI分布的科学认识,为其生物学功能研究奠定理论与材料基础。【方法】采用土样高温预处理法、含反式乌头酸(trans-aconitic acid,TAA)唯一碳源的ACO固体平板培养法,结合16S rDNA基因序列同源性分析,筛选能够编码AI的芽胞杆菌目的菌株。【结果】共分离得到22株能够利用TAA碳源的细菌菌株,成功鉴定了其中的16株,分别为巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium) 2株,阿氏芽胞杆菌(Bacillus aryabhattai) 7株,短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus) 1株,未鉴定到种的芽胞杆菌(Bacillus sp.) 6株;且它们所含AI编码基因与已知AI基因在序列上存在差异。【结论】首次证明可编码AI的芽胞杆菌细菌种类具有多样性,暗示G+细菌广泛编码AI的可能性,更新了AI几乎只在G–细菌中分布的观点,为后续深入挖掘AI基因及其生物学功能研究提供更多可用微生物资源。     

Screening of engineered Pichia pastoris mutant with enhanced production of a functional rFIP-glu protein and investigating its potential bioactivities

An engineered Pichia pastoris GS115 with a FIP-glu gene was mutated using ultraviolet (UV) radiation, and a high-throughput screening method was established for screening of high-yield strains. Meanwhile, a preliminary study was conducted to determine the bioactivity of the rFIP-glu. Based on OD₆₀₀ value and the mortality of engineered P. pastoris GS115, the best UV irradiation time was determined. Bradford method and SDS-PAGE method were employed to analyze the concentration and yield of rFIP-glu. Melanoma B16 cells were employed to evaluate the biological activities of rFIP-glu in vitro. Results showed that the protein yield of the best mutant #4-336 screened from 3680 mutant strains increased from 242 to 469 μg ml⁻¹. In vitro assays of biological activity indicated that rFIP-glu had significant toxicity and possessed the ability to affect melanin content and enhance tyrosinase activity in B16 cells. In conclusion, an effective high-throughput screening approach was established for screening mutant strains. The screened mutant possesses a good ability to enhance the production of rFIP-glu, and recombinant proteins display a better biological activity on melanoma B16 cells. The engineered P. pastoris mutant seems promising as a potential source for industrial production of rFIP-glu and should be a candidate industrial strain for further study.