一种新的食品酵母表达系统:产朊假丝酵母

由于其安全性及高效性,产朊假丝酵母表达系统受到越来越广泛的重视。该酵母具有以下特点：严格好气的条件下生长不会产生乙醇,发酵密度高,在廉价的糖蜜中能生长,本详细介绍了该系统的生物学特点,转化方法和应用前景。     

过氧化氢胁迫促进产朊假丝酵母合成谷胱甘肽

谷胱甘肽(GSH)在生物细胞抵御外界环境条件的刺激和胁迫时起到非常重要的作用。考察了不同时间不同浓度过氧化氢胁迫和过氧化氢连续胁迫对产朊假丝酵母合成GSH的影响, 发现低浓度过氧化氢的连续胁迫对GSH的合成有明显促进作用。进一步在发酵罐上应用了低浓度过氧化氢(36 mmol/L)持续胁迫策略, 最终GSH产量为922 mg/L, 胞内GSH含量为1.64%, 比对照分别提高了7%和35%。     

过氧化氢胁迫促进产朊假丝酵母合成谷胱甘肽

谷胱甘肽(GSH)在生物细胞抵御外界环境条件的刺激和胁迫时起到非常重要的作用。考察了不同时间不同浓度过氧化氢胁迫和过氧化氢连续胁迫对产朊假丝酵母合成GSH的影响, 发现低浓度过氧化氢的连续胁迫对GSH的合成有明显促进作用。进一步在发酵罐上应用了低浓度过氧化氢(36 mmol/L)持续胁迫策略, 最终GSH产量为922 mg/L, 胞内GSH含量为1.64%, 比对照分别提高了7%和35%。     

氧应力在产朊假丝酵母发酵生产谷胱甘肽过程中的作用

为了提高产朊假丝酵母合成GSH的能力,采用外界氧应力刺激的方式对细胞进行处理。稳定期之前添加H2O2对细胞生长有抑制作用,但稳定期添加H2O2对GSH的合成有促进作用,当H2O2添加总浓度为30 mmol.L-1时,无论采用一次性添加还是补加策略,都可以提高GSH的合成能力,胞内GSH质量分数提高幅度最大接近于20%,GSH产量最多提高17%。GSH分批发酵结果表明,稳定期补加H2O2对于产朊假丝酵母细胞来说,要比一次性添加H2O2对提高胞内GSH含量并最终增加GSH产量更为有效,该结果为实现氧应力刺激下GSH的过量合成提供了条件。     

氮源及碳氮比对产朊假丝酵母合成谷胱甘肽的影响

研究了N源对产朊假丝酵母细胞生长和谷胱甘肽(GSH)合成的影响。在此基础上,分别以(NH4)2SO4和尿素作为单一N源,摇瓶条件下研究了不同C、N比对GSH发酵的影响。结果发现尿素有利于细胞生长,而(NH4)2SO4更有利于GSH的合成,并且酵母细胞在利用这2种N源合成GSH时,各自具有最佳的C、N比((NH4)2SO4为8.3 mol/mol,尿素为5.6 mol/mol)。最佳C、N比下的GSH分批发酵结果显示,尿素是更合适的N源,最终细胞干质量和GSH产量可以分别达到16.48 g/L和246.4 mg/L。最后分别采用发酵动力学模型和代谢网络分析对该结果产生的原因进行了定量解释。     

产朊假丝酵母(Candida utilis)基因工程研究进展

产朊假丝酵母是生物安全(Generally Recognized as Safe,GRAS)的微生物,也是一种重要的工业微生物。近20年来,随着分子生物学技术的发展,产朊假丝酵母的基因表达系统和基因工程研究及开发应用取得了显著的进展,使得利用该菌表达多种物质成为可能。本文概述了产朊假丝酵母的生物学特点、外源基因表达系统、基因敲除、遗传转化等方面的研究和应用进展。     

产朊假丝酵母细胞壁33 ku蛋白的功能研究

通过胰蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶对产朊假丝酵母Candida utilis细胞壁的酶解,发现一种分子质量为33 ku的酵母细胞壁主要结构蛋白. 研究显示,在细胞壁上这种蛋白质与细胞壁绝大多数蛋白质成分不同, 它不被胰蛋白酶水解,但对枯草杆菌蛋白酶的作用敏感.33 ku蛋白存在于酵母菌整个对数生长期的细胞壁中,特别是在对数早期细胞壁中,它是唯一的对胰蛋白酶作用不敏感的蛋白质成分.实验证明,该蛋白质对维系酵母细胞壁骨架成分葡聚糖的相互连接和细胞壁的完整结构,具有重要作用,是一种重要的酵母细胞壁嵌合蛋白.     

培养方式对富硒产朊假丝酵母性能的影响

在摇瓶和5 L发酵罐水平上分别考察亚硒酸钠浓度及其添加方式对高性能(高有机硒含量和高谷胱甘肽含量)富硒产朊假丝酵母制备的影响.结果表明:亚硒酸钠添加质量浓度为15 mg/L时,产朊假丝酵母具有较好的富硒效果,但一次性添加对酵母细胞有较大的毒害作用.采用分批次添加亚硒酸钠的方法获得了较好的制备高性能富硒产朊假丝酵母的培养方式:发酵起始添加L-蛋氨酸10 mmol/L,并在发酵过程的12和15 h分别添加亚硒酸钠10和5 mg/L.在此培养方式下,产朊假丝酵母胞内谷胱甘肽和有机硒含量分别达到172.3 mg/L和1194 μg/g.     

产朊假丝酵母全细胞转化合成谷胱甘肽的营养条件

为了进一步提高产朊假丝酵母全细胞转化生物合成谷胱甘肽(GSH)的能力,利用响应面分析方法对酵母培养的发酵培养基进行优化。在单因素实验的基础上,通过Plackett-Burman设计筛选出显著影响GSH转化力的2个主要因素:葡萄糖和KH2PO4。采用最陡爬坡试验和响应面设计预测了葡萄糖和KH2PO4的最佳质量浓度分别为58.5和17.2 g/L。验证实验结果表明,在该优化培养基条件下,酵母细胞的GSH转化力为1.54 mg/(g·h),比优化前提高了1倍。该结果为类似的采用全细胞转化法高效合成有用化学品的研究与开发提供了可行的优化思路。     

产朊假丝酵母利用不同有机酸作碳源的研究

分别通过不同有机酸为惟一碳源,研究了产朊假丝酵母（Candida utilis）能够利用的有机酸的种类,旨在为微生物的基础研究和应用基础研究提供部分依据。分别通过对培养时间和菌体在不同有机酸合成培养基中OD值进行统计分析,发现培养时间和柠檬酸、乳酸、琥珀酸、L-苹果酸培养基的OD值极显著相关（P〈0.01）;培养时间和乙酸、酒石酸、富马酸和草酸培养基的OD值无相关性。通过对比菌体培养前后有机酸合成培养基pH值的变化发现乙酸、酒石酸、富马酸和草酸合成培养基的pH值没有明显变化,而苹果酸、乳酸、琥珀酸和柠檬酸为碳源的合成培养基的pH值均明显增大。从而说明产朊假丝酵母能利用L-苹果酸、乳酸、琥珀酸、柠檬酸为碳源,而不能利用乙酸、酒石酸、草酸、富马酸为碳源。     

The essential and ancillary role of glutathione in Saccharomyces cerevisiae analysed using a grande gsh1 disruptant strain

A grande gsh1 disruptant mutant of Saccharomyces cerevisiae was generated by crossing a petite disruptant to a wild-type grande strain. This strain was relatively stable, but generated petites at an elevated frequency, illustrating the ancillary role of glutathione (GSH) in the maintenance of the genetic integrity of the mitochondrial genome. The availability of the grande gsh1 deletant enabled an evaluation of the role of GSH in the cellular response to hydrogen peroxide independent of the effects of a petite mutation. The mutant strain was more sensitive to hydrogen peroxide than the wild-type strain but was still capable of producing an adaptive stress response to this compound. GSH was found to be essential for growth and sporulation of the yeast, but the intracellular level needed to support growth was at least two orders of magnitude less than that normally present in wild-type cells. This surprising result indicates that there is an essential role for GSH but only very low amounts are needed for growth. This result was also found in anaerobic conditions, thus this essential function does not involve protection from oxidative stress. Suppressors of the gsh1 deletion mutation were isolated by ethylmethanesulfonate mutagenesis. These were the result of a single recessive mutation (sgr1, suppressor for glutathione requirement) that relieved the requirement for GSH for growth on minimal medium but did not affect the sensitivity to H(2)O(2) stress. Interestingly, the gsh1 sgr1 mutant generated petites at a lower rate than the gsh1 mutant. Thus, it is suggested that the essential role of GSH is involved in the maintenance of the mitochondrial genome.     

白念珠菌新型耐药基因MXR1的敲除与鉴定

目的 构建用于白念珠菌MXR1基因敲除的载体质粒,并通过Ura-Blaster策略敲除MXR1两条等位基因.方法 分别扩增白念珠菌MXR1基因ORF两侧上下游的片段,通过酶切与连接反应,将上下游片段分别插入到p5921质粒的hisG-URA 3-hisG盒两端,从而形成MXR1敲除载体质粒pUC-MXR1-URA3.通过Ura-Blaster策略将载体质粒转染到白念珠菌RM 1000内,并采用PCR和Southern-blot杂交方法鉴定各步转染、复筛所得的阳性克隆.结果 成功获得MXR1基因缺失的菌株.结论 MXR1基因缺失菌株的构建,有助于深入研究白念珠菌耐药机制.     

HOG1基因对白念珠菌超微结构的影响

目的探讨HOG1基因对白念珠菌超微结构的影响。方法设置实验组、HOG21组(hog1/hog1双等位基因缺陷株);对照组、WT组(标准株),分别在扫描电镜及透射电镜下观察两组菌株细胞的超微结构。结果扫描电镜下观察两组细胞均呈圆形或椭圆形,呈多边出芽繁殖的生长方式。但HOG1基因缺陷株细胞表面粗糙、凹凸不平,出芽数目比标准株少;标准株细胞表面光滑,出芽数量较多,可见"花瓣样"结构的芽痕;透射电镜下HOG1基因缺陷株细胞壁结构不完整,电子透明层厚薄不一,部分细胞可见棉絮状电子致密外层局灶性缺失、细胞膜外凸、不连续以及细胞膜周围见囊泡聚集等现象。标准株细胞壁各层结构完整。结论HOG1基因对白念珠菌细胞壁结构具有一定影响。     

Analysis of Candida utilis genomic DNA,homologous to cDNA of chicken A1 (1) collagen gene

Genomic fragments, homologous to chicken A1(1) collagen cDNA encoding triple-helical domain, were revealed by Southern analysis in various fungi. Such a genomic fragment from Candida utilis was cloned and sequenced. Analysis of the obtained DNA sequence revealed the 119 bp segment, which has possibly originated from the 54bp module common for the fibrillar collagen genes of higher eukaryotes.     

白念珠菌高铁还原酶FRP1基因的功能

白念珠菌((Candida albicans)获得铁的能力影响细胞的生长和毒力,高铁还原酶是白念珠菌高亲和铁吸收系统的重要组成部分.[目的]构建高铁还原酶FRP1(Ferric reductase protein)基因缺失突变株,对FRP1基因功能进行初步研究.[方法]使用Northem杂交的方法分析FRP1基因在缺铁和富铁条件下的表达.利用PCR介导的基因敲除技术构建frp1缺失突变株,并且对野生型和缺失突变株在细胞高铁还原酶活性以及缺铁条件下的生长情况进行比较分析.[结果]缺铁条件可以诱导FRP1基因的表达.frp1缺失突变株不能在铁缺陷的固体培养基上生长.[结论]FRP1蛋白可能是白念珠菌在缺铁条件下起主要作用的高铁还原酶.     

Candida albicans ABG1 gene is involved in endocytosis

The human fungal pathogen Candida albicans undergoes reversible morphogenetic transitions between yeast, hyphal and pseudohyphal forms. The fungal vacuole actively participates in differentiation processes and plays a key role supporting hyphal growth. The ABG1 gene of C. albicans encodes an essential protein located in the vacuolar membranes of both yeast and hyphae. Using fluorescence microscopy of a green fluorescent protein-tagged version of Abg1p, a fraction of the protein was detected in hyphal tips, not associated with vacuolar membranes. Live cell imaging of emerging germ tubes showed that Abg1p migrated to the polarized growth site and colocalized with endocytic vesicles. Phenotypic analysis of a methionine-regulated conditional mutant confirmed that Abg1p is involved in endocytosis.