生物酶法合成L-精氨酸衍生物的研究进展

L-精氨酸是一种碱性氨基酸,具有多样化的官能团,是合成多种有用化合物的前体,其衍生物广泛应用于医疗、食品和化妆品等领域。L-精氨酸衍生物的合成方法有化学法、发酵法和酶法。在当前绿色经济和可持续发展的背景下,对比各种生产方法,生物酶法合成L-精氨酸衍生物具有明显优势。因此本文重点介绍了L-精氨酸衍生化的典型产品和合成技术,并介绍了生物酶法合成L-精氨酸衍生物未来可能的发展方向。     

微生物辅因子平衡的代谢调控

辅因子平衡对于酶制剂、药品和化学品的生产具有重要的作用。为了满足工业化生产的需求,维持辅因子长期有效的平衡是实现代谢流高效化导向目标代谢产物的必要手段。本文在总结辅因子生理功能的基础上,从生化工程和代谢工程两方面分析归纳了辅因子的代谢调控策略,并展望了辅因子进一步精深调控的发展方向。     

一种增加毕赤酵母生产胰岛素前体的方法

为了提高胰岛素前体(PI)的产量,构建了p PIC9K-PI表达载体并电转化至毕赤酵母菌株GS115中,在浓度为4.0 mg/m L的G418抗性平板上筛选到了1株拷贝数为12的菌株CL012。将SNAREs(可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子受体蛋白)组分中的SNC2和SNC2-SSO2分别转入菌株CL012中,并在摇瓶和5 L发酵罐水平上检测SNAREs对PI产量的影响。结果表明:摇瓶水平上,甲醇诱导96 h后,菌株CL012的PI产量为1.53 mg/L;表达SNC2和SNC2-SSO2的菌株的PI产量分别为1.89 mg/L和2.21 mg/L,分别比菌株CL012提高了23.53%和44.44%。在5 L发酵罐上进行高密度发酵,甲醇诱导96 h后菌株CL012的PI产量为53 mg/L,是摇瓶水平的34.64倍;表达SNC2和SNC2-SSO2的菌株的PI产量分别达到64 mg/L和78 mg/L,分别比菌株CL012提高了20.75%和47.17%。由此得出结论 SNAREs可以促进胰岛素前体的分泌,从而提高在毕赤酵母中的异源表达。     

高产3-羟基丁酮解淀粉芽孢杆菌的选育及发酵优化

3-羟基丁酮(Acetoin)作为一种重要的食用香料和平台化合物被广泛应用于医药、食品等领域。为改善解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens的3-羟基丁酮生产能力,采用常压室温等离子体(ARTP)和~(60)Coγ射线进行复合诱变,以3-羟基丁酮产量为分析指标,筛选获得最优突变株B.amyloliquefaciens H-5,3-羟基丁酮产量为68.2 g/L。为进一步实现3-羟基丁酮的高效生产,对此突变株进行5 L发酵罐水平的培养条件优化,并于30 L发酵罐上进行放大培养,最终3-羟基丁酮产量达85.2 g/L,较出发菌株B.amyloliquefaciens FMME088提高了26.8%。上述研究结果表明,ARTP和~(60)Coγ射线复合诱变能够有效获得高产菌株,该突变株具有较高的工业化微生物发酵生产3-羟基丁酮的潜能。     

酶法转化生产α-酮酸的研究进展

α-酮酸是一种同时含有羧基和酮基的双官能团有机化合物,广泛应用于食品、药品和化妆品等行业。为了满足环境友好、安全高效和可持续发展的社会要求,利用酶转化法生产α-酮酸受到人们的广泛关注。文中从酶的筛选、酶的改造以及酶的转化条件优化3个方面介绍丙酮酸、α-酮戊二酸、酮亮氨酸、酮缬氨酸、苯丙酮酸和酮蛋氨酸酶法合成的研究状况,并展望了α-酮酸进一步高效生产的发展方向。     

细胞寿命在大肠杆菌细胞工厂构建中的应用

微生物细胞工厂以可再生资源为原料,为工业化学品的可持续生产提供了一种有前景的替代方案。然而,不适的外界环境显著影响了微生物细胞的存活率,降低了微生物细胞工厂的生产性能。通过延长微生物细胞的时序寿命,可以显著提升微生物细胞工厂的生产性能。首先,基于存活率的变化建立了细胞时序寿命和半时序寿命的评价体系;然后,发现半胱氨酸、肌肽、氨基胍和氨基葡萄糖抗衰老药物可以使大肠杆菌Escherichia coli细胞的时序寿命分别延长80%、80%、50%和120%;最后,延长E. coli时序寿命可以显著改善E. coli细胞工厂的生产性能,可以用于改善具有本源代谢合成路径的E. coli细胞工厂的生产性能,使乳酸和丙酮酸的得率分别提升30.0%和25.0%,也可以用于改善具有异源代谢合成路径的E. coli细胞工厂的生产性能,使苹果酸的得率提升27.0%。这些研究结果表明延长E. coli细胞寿命提供了一种潜在的改善细胞工厂的生产性能的方法。