在无天然游离质粒产甘油假丝酵母中非整合表达合成咖啡酸

【背景】咖啡酸（3,4-二羟基肉桂酸）是一种有多种生物活性和药用价值的天然酚类化合物,产甘油假丝酵母（Candida glycerinogenes）具有咖啡酸前体代谢途径,高耐酸且生长与发酵速率快,是潜在高产咖啡酸的底盘细胞,但无游离载体将影响咖啡酸合成的深入研究。【目的】探索在无天然游离质粒的C. glycerinogenes中构建操作更简便、表达能力更强的游离载体合成咖啡酸的可行性。【方法】筛选自主复制序列（autonomously replicating sequence,ARS）,构建适用于C. glycerinogenes合成咖啡酸的游离载体,并通过改造其ARS位置、标记基因URA5启动子长度、基因表达元件和利用Kozak序列优化表达并合成咖啡酸。【结果】构建的5个分别含不同ARS的载体中,pTGAPU-CA-AOX1t-KLARS在C. glycerinogenes中能自我复制并表达合成咖啡酸的基因,而且当ARS位于目的基因表达元件上游、URA5启动子截短250 bp,或分别采用Kozak序列与终止子URA5t后,咖啡酸产量较改造前均有明显提升,最高产量为初始产量的3.73倍,达29.1 mg/L,高于前期整合表达产量。【结论】在C. glycerinogenes中非整合表达合成咖啡酸且优于整合表达,为今后利用游离载体改造咖啡酸合成代谢途径提供了新工具,同时为其他无游离质粒菌株构建非整合表达体系提供参考。     

一种米曲霉蛋白酶的酶学性质及其在酪蛋白磷酸肽制备中的应用

【目的】分离纯化米曲霉蛋白酶的主要组分,分析其酶学特性,并应用于酪蛋白磷酸肽(Casein phosphopeptides,CPPs)的制备。【方法】采用硫酸铵盐析、DEAE-Sepharose FF阴离子交换层析和Butyl-sepharose HP疏水层析对米曲霉蛋白酶进行分离纯化,SDS-PAGE检测分子量与纯度,MALDI-TOF-MS检测酶切位点。【结果】得到一种蛋白酶组分(命名为PE),分子量大小为58 kD左右。该酶最适反应条件为55 °C,pH 8.0,酶活被Fe3+抑制,被Mn2+激活。以酪蛋白为底物时,Km=0.36 g/L,最大反应速率Vm=18.18 mg/(L?min)。蛋白酶PE对牛胰岛素B链上-Leu-Cys-、-Val-Glu-、-Tyr-Leu-和-Arg-Gly-组成的肽键有较高的切割能力,酶切位点较多。利用其水解酪蛋白,通过钡-乙醇沉淀法得到CPPs,产率为15.87%,摩尔氮磷比r (N/P)为6.17,得到的CPPs可以使钙沉淀推迟35 min。【结论】利用米曲霉蛋白酶水解酪蛋白产生CPPs,为其在功能性食品加工方面的应用提供有利的参考。     

产甘油假丝酵母HOG途径应答研究进展

产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)是工业甘油生产菌株,具有多重高抗逆、生长迅速、糖代谢高效等优点,是优良的工业宿主菌株.高渗甘油(high osmolarity glycerol, HOG)应答途径是真核细胞应答高渗透压胁迫的关键响应机制.本文从产甘油酵母HOG途径的生物信息学分析、MAP激酶Hog1对细胞表型、甘油转运和合成、氨基酸的合成与转运调控进行阐述,为进一步理解该酵母的HOG应答途径和抗逆机制奠定了基础.     

代谢改造克雷伯氏菌合成D-1,2,4-丁三醇

【背景】D-1,2,4-丁三醇(D-1,2,4-butanetriol,BT)是一种重要的四碳多元醇,应用范围广,以木糖为底物的四步生化反应是目前最高效的BT生物合成路线。但大肠杆菌宿主存在严重的碳代谢抑制,限制了工程菌在木糖葡萄糖混合糖下的生长和BT合成。然而克雷伯氏菌具有生长速度更快、葡萄糖木糖混合糖利用效果好等优点。【目的】在碳代谢抑制效应较弱的克雷伯氏菌中构建以木糖为底物的BT合成途径,以提高混合糖下BT合成能力。【方法】将来源于Clostridium crescenti的木糖脱氢酶基因xdh和来源于Lactococcus lactis的2-酮异戊酸脱羧酶基因kivD及来源于Escherichia coli W3110的木糖酸脱水酶基因yjhG克隆至KlebsiellapneumoniaeZG25,得到重组菌K.pneumoniae ZG25-BT,对重组菌进行培养条件和培养基优化,进一步敲除xylA以提高BT产量。【结果】在37°C、200 r/min、接种量1%、诱导时间2 h、添加10.0 g/L CaCO3控制pH条件下,敲除xylA的重组菌在1.5倍LB培养基中以30.0 g/L木糖和10.0 g/L葡萄糖为底物,BT的产量达到4.52 g/L,摩尔转化率为0.21mol/mol,收率为15%,较优化前分别提高150%、62%和67%。【结论】实现了BT在K.pneumoniaeZG25中的发酵生产,同时通过培养条件和培养基的优化及xylA的敲除提高了BT合成能力,为进一步实验奠定了基础。     

新型渗透压调控的工业酵母启动子

摘要:【目的】筛选工业酵母Candida glycerinogenes渗透压调控性能优越的启动子,为工业酵母改造及转基因研究提供新途径。【方法】PCR扩增C. glycerinogenes新型系列启动子PCgPGI、PCgTPI、PCgZWF、PCgSTL1、PCgSTL2、PCgSTL3,利用生物信息学技术解析启动子序列中渗透压胁迫应答元件,构建包含gfp荧光蛋白报告基因和PCgPGI、PCgTPI、PCgZWF、PCgSTL1、PCgSTL2、PCgSTL3启动子的5.8S rDNA整合表达载体,通过荧光强度及mRNA转录的qRT-PCR测定结果检验各启动子活性强度及其受渗透压调控情况。【结果】启动子PCgSTL3包含多个STRE渗透压胁迫应答元件,在工业酵母中受渗透压调控更敏感,启动强烈,转录水平高,gfp表达量大。【结论】PCgSTL3是受渗透压调控能够实现外源基因可控表达的优良工业酵母启动子。     

代谢工程改造大肠杆菌合成D-1,2,4-丁三醇

【目的】D-1,2,4-丁三醇是一种四碳的多元醇,在军事和医药领域具有广泛的应用。为实现生物法一步转化生产D-1,2,4-丁三醇,对Escherichia coli W3100的木糖代谢途径进行改造。【方法】将来源于柄杆菌的D-木糖脱氢酶基因xylB和恶臭假单胞菌的苯甲酰甲酸脱羧酶基因mdlC克隆至E.coli W3100,得到重组菌E.coli(pEtac-mdlC-tac-xylB)。在此基础上对重组菌代谢木糖合成D-1,2,4-丁三醇的能力进行考察。【结果】在30°C下,以30 g/L D-木糖为底物,重组菌E.coli(pEtac-mdlC-tac-xylB)的D-1,2,4-丁三醇产量达到了0.9 g/L,摩尔转化率为4%。【结论】实现了D-1,2,4-丁三醇的一步法发酵生产,为国内开展相关研究奠定了坚实的基础。