吡咯喹啉醌生物合成研究进展

吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone,PQQ)是一种多肽修饰类天然产物,是继烟酰胺和核黄素之后第三类辅酶,具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力等重要生理功能,在医药、保健等领域具有重要价值。目前,PQQ的大规模制备仍然存在诸多问题,限制了PQQ的广泛应用。当前迫切需求低成本的合成方式,以充分实现其广阔的应用潜力。综述了近年来PQQ生物合成途径的解析、关键酶的催化反应机理以及高产菌株选育等方面的研究动态及发展趋势,并针对PQQ生物合成微生物细胞工厂构建研究策略提出了建议及展望。     

mal62 基因高表达对工业面包酵母发酵力的影响

【目的】构建高麦芽糖利用能力的面包酵母菌株,以期提高面包酵母在不加糖面团中的发酵力,增加经济效益的同时减少成本消耗。【方法】克隆工业面包酵母BY-14的麦芽糖酶基因mal62,以PGK1强启动子和终止子为调控元件,以酵母-大肠穿梭型质粒Yep-C为载体,构建重组表达质粒Yep-CPM,并转化酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BY-14,经筛选鉴定获得酵母转化子BYCPM。进行转化子的酶活力、mal62基因表达水平及发酵力测定,检测目的基因的功能性表达。【结果】工业酵母转化子BYCPM的最大麦芽糖酶活力比对照菌提高15%-52%,发酵力提高40%,比发酵力提高5.6%。【结论】转化子BYCPM具有更高的麦芽糖酶活力和更强的抗葡萄糖阻遏能力。并且在不加糖面团中,转化子具有更高的发酵力,可以在更短的时间内获得更大的产气量且消耗更少的碳源。     

耐高温亚硝酸盐降解菌的分离、鉴定及降低雪茄烟叶亚硝胺的应用

【背景】烟草特有亚硝胺(tobacco-specific nitrosamines, TSNAs)是烟草于调制和发酵阶段产生的一类致癌物质,由烟草生物碱与氮氧化物发生亚硝化反应生成,生物碱和亚硝酸盐是TSNAs的直接前体物质。【目的】发掘适用雪茄高温发酵且显著降低TSNAs形成与积累的微生物。【方法】以TSNAs前体物质亚硝酸盐的高效降解为目标,对从雪茄烟叶分离得到的烟草源微生物菌株进行高温培养、亚硝酸盐降解及亚硝酸盐耐受能力研究,得到可于50℃高效降解亚硝酸盐及耐受高浓度亚硝酸盐的微生物菌株,将菌株应用于雪茄烟叶高温发酵35 d,对发酵前后亚硝酸盐、TSNAs、常规化学成分和中性香味成分含量进行测定,分析菌株在雪茄烟叶发酵中对TSNAs含量及烟叶品质的影响。【结果】获得了3株于50℃高效降解亚硝酸盐的菌株NY7、NY8和NY9,分别鉴定为莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis) NY7、耐盐芽孢杆菌(Bacillus halotolerans) NY8和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) NY9,其中B. halotolerans NY8亚硝酸盐降解能...     

假交替单胞菌XM2107嘌呤核苷磷酸化酶基因克隆表达、重组蛋白纯化及酶学性质

【目的】嘌呤核苷磷酸化酶(PNP,EC.2.4.2.1)在酶法合成核苷类药物及中间体中具有广泛应用。本文研究的目标是,获得极地嗜冷菌假交替单胞菌Pseudoa lteromonas sp.XM2107嘌呤核苷磷酸化酶编码基因,并对该酶酶学性质进行研究,以考察该酶在核苷类中间体及药物合成中的潜在应用价值。【方法】利用同源序列PCR技术从Pseudoa lteromonas sp.XM2107基因组DNA中扩增出其编码嘌呤核苷磷酸化酶基因,测序获得编码序列。将该基因在大肠杆菌BL21(DE3)中进行重组表达以及金属螯合层析纯化,对其酶学性质进行初步研究。【结果】经过测序获得了该酶编码基因序列,全长702 bp,共编码233个氨基酸,大小为25 kDa,Genbank登录号为GQ475485。酶学性质研究发现,该重组酶最适反应温度为50℃,最适酶促反应pH为7.6(25 mmol/L磷酸盐缓冲液),最适酶促反应底物为肌苷(Km值0.389 mmol/L,37℃),且对底物腺苷和鸟苷也有磷酸解活性,在普通温度下具有较高催化活性和较好热稳定性。【结论】来源于Pseudoa lteromonas sp.XM2107的嘌呤核苷磷酸化酶在普通温度条件下具有较高的催化活性及良好热稳定性性质,在核苷类中间体和药物合成中具有较广泛的应用价值。     

合成利巴韦林的关键酶瞟呤核苷磷酸化酶的原核表达及活性分析

目的：在枯草芽孢杆菌中表达嘌呤核苷磷酸化酶（PNPase）并分析其活性。方法：将PNPase的编码基因deoD克隆入pDG148表达载体,构建原核穿梭型表达载体pDG148-deoD,采用电转化方法将表达载体转入枯草芽孢杆菌WB600后诱导表达重组PNPase;研究重组PNPase的活性。结果与结论：获得的重组PNPase活性较对照提高了193．9％,其最适催化条件为65℃、pH7．5、500μmol／L底物浓度和1％1,2,4-三氮唑-3-羧甲酰胺;对重组菌的发酵条件进行了初步优化,IPTG诱导6h后在发酵液中添加0．5％的Tween-80能大幅度提高重组PNPase的酶活力。     

可控高突变率枯草芽孢杆菌工程菌株的构建及应用

【背景】适应性实验室进化是运用于菌株改良的定向进化方法之一。适应性进化已成功应用于扩大底物利用范围和提高底物(产物)耐受性。由于微生物存在错配修复机制,使得菌株自然突变率水平极低,实验室适应性进化周期长,容易导致传代过程染菌而失败。【目的】获得可控高突变率的枯草芽孢杆菌工程菌株。【方法】采用无痕等位基因置换系统,将枯草芽孢杆菌负责错配修复机制的MutSL操纵子进行启动子置换为严谨表达、可诱导的木糖启动子。【结果】通过向培养基中添加不同浓度诱导物,可控制工程菌株所需突变率水平。将高突变工程菌株应用于苯乙醇耐受性实验,结果表明高突变工程菌株相较于出发菌株,对毒性产物苯乙醇具有更好的适应性,更容易获得突变菌株。将该高突变工程菌株应用于对生长有较大抑制的底物粗甘油的适应性进化实验,筛选得到的进化菌株相比出发菌株具有更短的延滞期、更高的生物量以及更大的比生长速率。【结论】该高突变率工程菌株具有较好的可进化性和适应性,可应用于适应性进化实验,具有广泛的应用前景。     

适应性实验室进化在工业生产菌株选育中应用的进展

适应性实验室进化是一种在实验室里将微生物置于一定选择压力下,通过长期驯化,筛选获得具有特定表型突变菌株的方法。近年来,该方法通过改进特定进化条件和筛选策略,已广泛应用于筛选具有优良特性的工业生产菌株,如特定表型筛选、底物高效利用、目标产物合成及生长特性优化等工业微生物菌株选育。本文综述了适应性实验室进化技术在工业生产菌株选育中的典型应用实例及研究进展,总结了现存问题及其解决办法,并展望了该技术的应用前景。