合成未来：从大肠杆菌的重构看合成生物学的发展

合成生物学（synthetic biology）是伴随着基因工程、系统生物学以及生物信息学的发展而出现的一个新的交叉学科。大肠杆菌（Escherichia coli）作为一种宿主在合成生物学的发展中功不可没。从某种意义上讲,合成生物学的每一次进展都离不开大肠杆菌。从大肠杆菌的角度出发,对合成生物学的发展进行深入分析,并提出了合成生物学在中圉发展的重点。     

体内连续进化技术的研究进展

实验室进化是遗传育种、提高微生物性能的重要方式。近几十年来,实验室进化的方法快速发展,应用也越来越广泛,但是常见的菌株进化策略以及针对特定蛋白的进化存在突变过程不连续,需要多轮操作、工作量大等缺点。微生物突变和筛选技术的进步促进了体内连续进化的发展,大大提高了实验室进化的效率。体内连续进化技术实现了体内突变,完美地把突变与筛选相结合,以最少的人工干预进化出特定表型。文中总结了近年来在微生物底盘中开发的基因组范围的体内连续进化技术,以及独立于基因组的针对特定蛋白的体内连续进化技术,主要对这些技术实现体内连续突变的原理及其相关应用进行了介绍。在此基础上,分析了现有技术的优缺点,并对体内连续进化技术的发展进行了展望。     

利用高效阴离子色谱快速检测筛选环糊精糖基转移酶产生菌>

利用高效阴离子色谱快速直接地检测微生物发酵液中的环糊精成分,尤其是大环环糊精的组成,进而创造了一种能快速准确地从土壤中筛选产环糊精糖基转移酶菌种的方法。共分离了149个产胞外淀粉水解酶的微生物菌株,利用高效阴离子交换色谱共检测了其中11株菌,其中6株主要产CD6 ,5株主要产CD7,主要产CD8的没有。在直接鉴定产生环糊精糖基转移酶菌株的过程中,也可以定量检测各种环糊精包括大环糊精（CD大于8）的含量。     

绿色荧光蛋白在蛋白质研究中的应用

绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）自发现以来,由于具有自发荧光等特性,在分子生物学和细胞生物学领域得到广泛应用。GFP作为一种报道分子,在研究蛋白质相互作用和构象变化、检测蛋白质表达、蛋白质和细胞荧光示踪中,起到了重要的作用。该文通过对绿色荧光蛋白特性的分析．介绍其作为荧光标记在蛋白质研究中的应用,并展望进一步的研究前景。     

己酸菌LⅡ己酸发酵过程中生理及代谢特点

在了解了产己酸细菌ＬＩＩ的发酵最适条件的基础上,进一步对己酸发酵过程中的生理及代谢特性作了较详细的分析。结果表明,在己酸发酵过程中除产生正常代谢产物己酸外,还产生丁酸、乙酸、戊酸等其它酸类和甲烷,氢气和ＣＯ_２等气体。用１—^１３Ｃ－乙酸钠和未标记的乙醇作为底物发酵,用色质联用仪（ＧＣ／ＭＳ）分析,结果表明：在己酸合成中碳的来源为乙醇和乙酸,中间代谢产物为丁酸。     

利用生物基原料合成聚羟基脂肪酸酯

聚羟基脂肪酸脂(polyhydroxyalkanoates,PHA)是细菌胞内的一类具有相似结构的碳源和能源的储备物,由于它的力学性能与某些热塑性材料聚乙烯、聚丙烯类似,并且可以完全降解进入自然界的生态循环,因而被认为是一种"生物可降解塑料",有可能替代传统的、不可降解的、由石油产品合成的塑料,而受到世界各国的重视.     

粟酒裂殖酵母N-糖酰胺酶在大肠杆菌中的表达、纯化及活性分析

根据GenBank中公布的粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)N-糖酰胺酶(Png1p)cDNA序列, 设计并合成一对特异性引物, 利用RT-PCR技术从粟酒裂殖酵母中克隆出糖酰胺酶cDNA。将得到的基因克隆到表达载体pET-15b中。重组质粒转入大肠杆菌BL21(DE3)中, 经诱导表达和纯化提取后, 进行酶活测定。实验结果表明, 该酶的分子量约为39 kD, 纯化后的重组N-糖酰胺酶可以对变性处理的糖蛋白进行糖链的切除, 且这种作用需要还原剂DTT的辅助作用; N-糖酰胺酶只对错误折叠的糖蛋白有作用, 对天然的糖蛋白没有作用。等量粟酒裂殖酵母Png1p在不同温度、pH、DTT浓度和底物变性温度下对等量核糖核酸酶B(RNase B)的脱糖基化检测发现, 重组酶的最适反应温度30°C, 最适反应pH为7.0, 需要的最适DTT浓度为10 mmol/L, 底物在100°C处理10 min时酶的脱糖基化率最高。     

glmS核糖开关研究进展

glmS核酶是存在于革兰氏阳性细菌中,对葡糖胺-6-磷酸(GlcN6P)的合成起反馈抑制作用的核糖开关。同时,glmS核糖开关是一种位于glmS基因5′非翻译区的自剪切核酶。glmS核糖开关/核酶通过结合GlcN6P后自剪切抑制下游基因glmS的表达。对glmS核糖开关结构和功能的研究将有助于开发新的抗生素作用靶点。本文对glmS核糖开关的结构和功能进行阐述并介绍glmS核糖开关近年来的研究进展和应用。     

利用大肠杆菌工程菌廉价高效生产聚羟基丁酸酯

利用大肠杆菌生产聚羟基脂肪酸酯是近来国际上生物可降解塑料的研究热点,本研究通过对适宜于聚羟基脂肪酸酯生产的大肠杆菌菌株的选择和碳源利用试验,初步确立了大肠杆菌代谢工程改造生产聚羟基脂肪酸酯的基础。并在此基础上,通过对大肠杆菌磷酸烯醇式丙酮酸葡萄糖转移酶系统的改造和工程菌环境诱导系统的应用,解决了大肠杆菌工程菌无法同时利用多种碳源合成聚羟基脂肪酸酯的难题。发酵试验证明,工程化改造的大肠杆菌利用廉价底物在5L发酵罐中分批培养32h后,菌体终浓度能够达到8.24g/L,聚羟基脂肪酸酯占细胞干重的84.6%。