反义技术应用在细菌代谢调控中的研究进展

随着基因工程技术的蓬勃发展和代谢调控研究的深入,反义技术作为一种温和调控的基因工程技术,开始向世人展示其无穷的魅力.与基因敲除等功能缺失性研究方法相比,反义技术具有投入少、周期短、操作简单等优点,受到广泛的关注,成为细菌代谢调控的有力工具.以下对反义RNA、反义寡核苷酸,核酶这几种反义技术在细菌代谢工程操作中的研究进展及存在的问题进行了概述.     

大肠杆菌生产异戊二烯的代谢工程研究进展

异戊二烯作为一种重要的化工原料,主要用于合成橡胶。此外,还广泛应用于医药或化工中间体、食品、粘合剂及航空燃料等领域。利用微生物法生产异戊二烯因具有环境友好、利用廉价的可再生原料、可持续发展等优势而成为当今研究的热点。这里介绍了大肠杆菌生产异戊二烯的代谢途径及关键酶,从代谢工程的角度出发综述了目前为提高大肠杆菌异戊二烯产量所应用到的方法和策略,并对今后的发展方向进行了展望。     

以甘油为底物利用重组大肠杆菌生产聚3-羟基丙酸

【目的】解决前期研究中所构建的以甘油为底物合成聚3-羟基丙酸(P3HP)的代谢途径中存在两个主要的问题——细胞内还原力不平衡和质粒丢失,以提高P3HP的产量。【方法】克隆来源于肺炎克雷伯氏菌的1,3-丙二醇(1,3-PDO)氧化还原酶基因,构建P3HP和1,3-PDO联产的菌株,解决细胞内还原力不平衡的问题。利用自杀性载体系统介导的同源重组技术,将甘油脱水酶及其激活因子的基因整合到大肠杆菌基因组中,提高质粒的稳定性。同时,对发酵条件进行优化。【结果】菌种改造和发酵条件优化显著提高了P3HP产量,在摇瓶条件下到达2.7 g/L,比以前的报道提高2倍,并可同时得到2.4 g/L 1,3-PDO。【结论】该重组大肠杆菌合成P3HP的产量得到提高,具有较好的工业化生产前景。     

脂肪醇制备研究进展

脂肪醇是合成表面活性剂、洗涤剂、增塑剂及其他多种精细化学用品的基础化工原料,广泛应用于纺织、日化、造纸、食品、医药、皮革等领域。本文介绍了脂肪醇的市场现状,综述了工业制备脂肪醇的传统方法,阐述了以可再生非粮生物质为原料,利用生物法制备生物基脂肪醇的方法,并对生物基脂肪醇的新合成路线的发展方向进行展望。     

生物酶法提取米糠蛋白的研究进展

米糠蛋白具有低过敏性、营养价值高等突出优势,是一种新型的优质植物蛋白。米糠蛋白一般以米糠为原料,主要提取方法有碱法提取、物理法提取以及生物酶法提取等,其中,生物酶法由于反应条件温和、蛋白产品品质高等优势备受关注。针对此,本文对生物酶法提取米糠蛋白方法进行了综述,包括酶制剂种类以及酶用量、温度、pH值和料液比等因素对酶解反应的影响规律等,并对生物酶法提取米糠蛋白的前景进行了展望。     

异戊二烯合成酶(IspS)在大肠杆菌中的表达及其产异戊二烯的研究

将来源于银白杨的异戊二烯合成酶基因按照大肠杆菌密码子偏爱性进行优化,克隆到表达载体pACYCDu-et-1上,在大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,采用镍柱亲和层析纯化重组蛋白并测定其异戊二烯合成酶活性,通过摇瓶发酵实验对重组菌产异戊二烯进行进一步研究。结果显示:银白杨异戊二烯合成酶在大肠杆菌中能够高效表达,经过镍柱纯化后,电泳检测到特异性表达条带;该重组异戊二烯合成酶能够催化异戊二烯的合成,重组菌的异戊二烯产量可达到60μg/L。     

工程大肠杆菌生产高附加值有机酸、醇研究进展

人类正面临日益严峻的化石资源枯竭与环境恶化等问题,利用可再生的生物质资源生产高附加值平台化合物受到越来越多的关注。文中主要讨论了代谢工程大肠杆菌Escherichia coli生产各种高附加值有机酸 (琥珀酸、3-羟基丙酸、葡萄糖二酸)、醇 (甘油、木糖醇) 的最新研究进展。此外,还简述了2,5-呋喃二甲酸、天冬氨酸、谷氨酸、衣康酸、乙酰丙酸、3-羟基-γ-丁内酯、山梨糖醇等几种平台化合物的应用及生产方式,到目前为止未见使用E. coli生产这些化合物的报道。     

重组大肠杆菌转化甘油合成聚3-羟基丙酸-co-乳酸

聚羟基脂肪酸酯作为性质优良的生物塑料,引起了广泛的关注。由于聚羟基脂肪酸合成酶PhaC特异性较强,难以通过生物合成方法获得含乳酸单体聚合物。为了实现乳酸的聚合,PhaC的筛选至关重要。以甘油为底物,通过引入Klebsiella pneumoniae的甘油脱水酶DhaB123及其激活因子GdrAB以及Salmonella typhimurium LT2的丙醛脱氢酶基因PduP,获得3-羟基丙酰辅酶A;通过引入Megasphaera elsdenii DSM 20460的丙酰辅酶A转移酶PCT,获得乳酰辅酶A;并对3种不同聚羟基脂肪酸合成酶的作用进行考察。在Pseudomonas putida的原始酶PhaC1或者PhaC2的作用下,不能实现乳酸的聚合;而在双位点突变(Ser325Thr和Gln481Lys)的PhaC1(STQK)存在条件下,重组菌可以利用甘油合成聚3-羟基丙酸-co-乳酸。经过对溶氧、有机氮源等发酵条件的优化,聚3-羟基丙酸-co-乳酸的产量可以达到0.22g/L,占细胞干重的3.2%,是含乳酸单体聚合物生物合成研究的一次有益尝试。     

蛋白A亲和层析法纯化单克隆抗体工艺的优化

治疗性单克隆抗体药物已成为生物医药领域市场最主要的产品类别。蛋白A亲和层析作为第一步捕获抗体蛋白最为有效的手段仍然在现有单克隆抗体纯化平台中占据主导地位。在本研究中,首先开发了一种基于低p H处理抗体细胞回收液的新型细胞液回收技术,该技术能有效去除宿主相关污染物(非组蛋白宿主杂质蛋白、组蛋白、DNA、蛋白聚合物等),同时保证较高的抗体回收率。通过该技术有效预处理后,蛋白A纯化效率可提高10倍左右,并且有效避免了抗体洗脱液中和后浊度的上升,大大减轻了后续蛋白纯化的压力。同时我们也对酸性处理中各种宿主杂质去除机制进行了研究。然后,预处理的洗脱液再经一步Capto adhere色谱纯化,非组蛋白宿主杂质蛋白降低至5 ppm、DNA小于1 ppb、组蛋白降低至检测限以下、蛋白聚合物小于0.01%。总过程抗体蛋白收率87%。该两步法抗体纯化技术可有效集成至当前主流抗体纯化平台,具有良好的大规模应用价值。     

离子液体的性能及应用

离子液体不仅可用作环境友好的“绿色溶剂”,而且在生物合成和有机反应中能表现出特殊的催化、促进效应。在介绍离子液体种类、性质、合成方法的基础上,重点综述离子液体功能化方法、离子液体／超临界CO2体系和其在生物催化反应中应用的最新研究进展。