硫胺素及溶氧对解脂亚洛酵母联产酮酸的影响

α-酮戊二酸和丙酮酸是重要的酮酸,广泛应用于食品、医药等领域。以本研究室在前期的工作中诱变选育的Yarrowia lipolytica WSH-Z06 C3为出发菌株,高效联产α-酮戊二酸和丙酮酸。在摇瓶水平上初步确定了最佳氮源浓度以及接种密度。在此基础上,重点考察了在15 L发酵罐上硫胺素浓度以及溶氧控制参数对酮酸联产的影响。结果显示,硫胺素最佳浓度为0.2μg/L,α-酮戊二酸和丙酮酸分别高达24.5、53.7 g/L。与未优化的对照相比,酮酸总产量和丙酮酸总转化率均提高了57.9%。溶氧水平控制在50%,发酵96 h酮酸总产量高达53.2 g/L。通过两阶段溶氧调控,酮酸总产量高达64.7 g/L,比未调控前提高了21.2%。通过硫胺素与溶氧水平的优化,显著提高了酮酸的产量,进一步为酮酸的工业化生产提供参考。     

酿酒酵母生产羧酸的代谢工程策略

羧酸广泛地应用于食品、医药和化工等行业,具有广阔的市场前景.作为真核模式微生物,酿酒酵母作为代谢工程平台用来生产有机酸具有明显优势.本文论述了酿酒酵母生产重要羧酸的策略:首先构建一条能够和糖酵解途径相连接的高效的重要羧酸积累途径,进而探讨如何将碳代谢流由乙醇转向目的产物,在此基础上研究有机酸的转运及涉及到的能量问题.最后,对当前研究存在的问题进行了分析,并对未来研究方向进行了展望.     

酒精发酵过程中酿酒酵母耐受环境胁迫的研究进展

提高酿酒酵母细胞耐受环境胁迫（高渗透压、高浓度酒精和高温）的能力对酒精工业生产具有重要的意义。对提高酿酒酵母耐受性的研究方法和策略的发展历程进行了综述。基因组学、转录组学和蛋白质组学等现代组学技术在这一领域的研究获得了广泛的应用。这些技术将提供期待的信息,去理性改造并获得更加耐受胁迫的工业酵母菌株。     

不同D/L单体比γ-聚谷氨酸的合成与调控

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是由L-谷氨酸和/或D-谷氨酸聚合而成的一种聚氨基酸,广泛应用于化妆品、医药等领域。高聚物单体的立体构型会影响产品性质和应用,因此调控γ-PGA中D-谷氨酸/L-谷氨酸单体比(D/L单体比)具有重要意义。前期以谷氨酸棒杆菌为底盘,表达来自于地衣芽孢杆菌的γ-PGA合成酶,合成以L-Glu(97.10%)为主的γ-PGA。通过外源添加不同浓度D-谷氨酸,合成了D-谷氨酸占比为15.71%~33.52%的γ-PGA。然后,在重组菌中表达来自于枯草芽孢杆菌的谷氨酸消旋酶,并使用三个不同强度RBS调控其表达水平,合成D-谷氨酸占比30.82%~34.59%的γ-PGA,但调控范围较窄。利用四个不同强度启动子调控谷氨酸消旋酶表达水平,扩大D/L单体比可调范围,合成D-Glu占比32.71%~52.53%的γ-PGA。提供一种理性调控γ-PGA的D/L单体比策略,实现了D-谷氨酸占比为2.90%~52.53%的γ-PGA的合成,为高效合成不同D/L单体比γ-PGA提供了基础。     

利用功能基因组学方法研究酿酒酵母乙醇生物合成的调控机理

酿酒酵母在发酵生产乙醇的过程中存在的主要问题是前期高浓度底物葡萄糖的抑制和后期高浓度产物乙醇的抑制。功能基因组学技术的发展为从基因组水平上系统研究酿酒酵母乙醇生物合成的调控机理提供可能。本研究模拟工业发酵的条件,对酿酒酵母实验菌株BY4743为遗传背景的116个单基因缺失菌株进行了乙醇发酵试验,以发现基因和乙醇发酵的关系。结果表明乙醇对菌体得率系数高于平均值30%以上的基因缺失株有20株,其中高于50%以上基因缺失株有5株;低于平均值30%以上的基因缺失株有11株,其中低于45%以上的有5株。本研究为从整个酿酒酵母基因组水平上系统研究乙醇生物合成的调控机理建立了研究方法,提供了可行性验证。     

沉默脂肪细胞增强子结合蛋白2通过PI3K/Akt途径抑制肝癌细胞增殖和迁移

脂肪细胞增强子结合蛋白2(AEBP2)作为多梳抑制复合物2(PRC2)的组成蛋白质,参与多种肿瘤细胞的增殖和迁移,然而其在肝癌中的作用尚不清楚。本研究基于UALCAN和Kaplan-Meier Plotter数据库分析发现,AEBP2在肝癌组织中高表达,并且与患者的不良预后呈正相关。实时荧光定量PCR和蛋白质印迹结果证实,AEBP2在肝癌细胞中的表达高于正常肝细胞。在HepG2和Huh-7细胞中转染AEBP2 siRNA,平板克隆、CCK-8、流式细胞术、划痕愈合和Transwell结果显示,沉默AEBP2可以抑制肝癌细胞增殖、迁移和侵袭,并促进细胞凋亡(P＜0.05)。免疫荧光检测和蛋白质印迹结果显示,沉默AEBP2能够抑制肝癌细胞上皮-间质转化(EMT)(P＜0.05)。生物信息学分析结果表明,AEBP2参与调控PI3K/Akt信号通路。蛋白质印迹结果证实,沉默AEBP2能下调PI3K、p-AKT (S473)、mTOR、MMP-2和MMP-9的蛋白质表达水平(P＜0.05)。此外,沉默AEBP2对HepG2细胞迁移和侵袭的影响可被PI3K/Akt通路激动剂胰岛素样生长因子1(IGF-1)部分逆转(P＜0.01)。综上所述,AEBP2可能通过调节PI3K/Akt途径促进肝癌细胞增殖和迁移。本研究为AEBP2在肝癌中的作用提供理论依据。     

酪氨酸酚裂解酶的固定化与转化条件的优化

以欧文氏菌(Erwinia herbicola)来源的酪氨酸酚裂解酶的重组大肠埃希菌Escherichia coli BL21为研究对象,研究固定化大肠埃希菌生产L-酪氨酸的条件。以海藻酸钠为载体,采用单因素实验分别考察了载体材料、明胶浓度、反应时间、苯酚浓度和辅助剂(二氧化硅、硅藻土和碳酸钙)等因素对L-酪氨酸生产的影响,发现明胶浓度、反应时间、苯酚和碳酸钙等因素的影响较为显著,进而通过正交实验探索最优条件。结果表明,生产L-酪氨酸的最优条件:载体为4%海藻酸钠与6%明胶的混合载体,苯酚浓度0.08 mol/L,反应时间8 h,于载体中添加0.6%碳酸钙。此条件下,连续反应9次后L-酪氨酸的产量达到64.5 g/L,比优化前提高了451.3%。     

MPST基因慢病毒载体的构建及在SH-SY5Y细胞中的表达

为构建MPST基因慢病毒表达载体,获得稳定表达外源MPST基因的SH-SY5Y细胞株,本研究通过PCR扩增出MPST目的基因,将其克隆到慢病毒表达载体p EB-GFP (T2A) PURO上,将重组慢病毒表达载体和慢病毒包装质粒系统(pLP/VSVG, pLP1, p LP2)共转染293T细胞,用获得重组的慢病毒液感染SH-SY5Y细胞,嘌呤霉素筛选稳定表达MPST基因的(SH-MPST)细胞株。采用Real-time PCR和Western blotting以及ELISA等方法对筛出来的SH-MPST中的MPST的表达及功能进行鉴定。与空转染组(SH-PEB)相比,SH-MPST细胞中MPST mRNA及蛋白的表达水平显著增加,且细胞内MPST酶活性、酶含量及细胞释放硫化氢的水平均显著增加(p0.05)。以上研究表明,MPST基因慢病毒表达载体成功构建,并获得稳定表达外源MPST基因的SH-SY5Y细胞株,这将为MPST功能的深入研究提供依据。     

谷氨酸棒杆菌一步法发酵糖质原料生产γ-聚谷氨酸

γ-聚谷氨酸在食品、化妆品、生物医药等领域具有广泛的应用,目前主要的生产菌株是谷氨酸依赖型菌株,在生产过程中需要添加谷氨酸作为前体,因而生产γ-聚谷氨酸的成本较高。文中主要研究从糖质原料一步法发酵合成γ-聚谷氨酸的生产工艺。首先,从产γ-聚谷氨酸的菌株枯草芽孢杆菌中克隆γ-聚谷氨酸合成酶的基因簇pgs BCA,在谷氨酸棒杆菌模式菌株ATCC13032中进行诱导型和组成型表达,结果显示,仅诱导型表达菌株可以积累γ-聚谷氨酸,产量为1.43 g/L。进一步对诱导条件进行优化,确定诱导时间为2 h,IPTG浓度为0.8 mmol/L,γ-聚谷氨酸产量为1.98g/L。在此基础上,在一株高产谷氨酸的谷氨酸棒杆菌F343中外源表达pgs BCA,对重组菌进行发酵,结果表明,在摇瓶发酵中γ-聚谷氨酸产量达到10.23g/L,在5L发酵罐中产量达到20.08g/L;继而对γ-聚谷氨酸进行分子量测定,结果显示,产自F343重组菌的γ-聚谷氨酸的重均分子量比产自枯草芽孢杆菌的提高34.77%。文中构建了一步法发酵糖质原料生产γ-聚谷氨酸的新途径,同时为开发其潜在应用奠定了基础。