菊糖蔗糖酶的性质鉴定及菊糖的酶法合成

菊糖作为益生元和膳食纤维,具有许多重要的生理功能,广泛应用于食品、医药等领域.微生物菊糖蔗糖酶可以以蔗糖为底物合成较植物菊糖具有更高分子量的菊糖.文中通过基因数据库筛选获得一段拟表达菊糖蔗糖酶的基因.通过N-端和C-端截断的方式,保留中间催化域,构建重组质粒.将重组质粒在大肠杆菌表达系统中表达,粗酶液经Ni2+亲和层析...     

大黄欧文氏菌蔗糖异构酶控制产物特异性基序的定点突变

大黄欧文氏菌(Erwinia rhapontici)蔗糖异构酶催化蔗糖异构为异麦芽酮糖和海藻酮糖,具有一个可能控制产物特异性的325RLDRD329基序.本研究以定点突变方法对该基序的带电荷氨基酸进行突变,共构建R325D、R328A、R328D、R328Q和D329N 5个突变体.通过对突变体的酶学特性及突变体转化蔗糖的产物组成分析,结果显示所构建突变体的Km值上升约2~5倍,比活力下降至野生型SI比活力的11.8%~25.3%.HPLC分析显示Arg325和Arg328分别突变为Asp,导致产物中异麦芽酮糖/海藻酮糖的比例从6.93分别降至0.96和2.92,并伴随一个未知寡糖出现.Arg328突变为Ala和Gln同样导致反应产物中海藻酮糖比例上升,异麦芽酮糖比例下降.但是突变体D329N反应产物比例没有变化.以上结果表明325RLDRD329基序对大黄欧文氏菌蔗糖异构酶的酶活具有重要作用,并对酶的产物特异性产生影响.本研究结果将为该酶的作用机理研究奠定基础.     

蔗糖异构酶催化生产异麦芽酮糖研究进展

作为蔗糖的一种异构体,异麦芽酮糖具有许多独特的生理功能,例如非致龋齿性、益生元特性、适合糖尿病人使用以及对大多数细菌和酵母的抗性等,因而受到广泛关注。异麦芽酮糖主要是通过蔗糖异构酶催化蔗糖转化形成,反应中同时生成的海藻酮糖以及少量的葡萄糖和果糖,给工业生产带来困扰。简要论述异麦芽酮糖的特性、生理功能及其生产中存在的问题,重点论述蔗糖异构酶催化蔗糖转化的机理,为异麦芽酮糖在食品工业中的开发利用提供参考。     

蔗糖异构酶PalI在解脂耶氏酵母中的表面展示

【背景】蔗糖异构酶(PalI)生物转化蔗糖是目前生产异麦芽酮糖的主要方法,但在生产过程中存在的蔗糖异构酶转化蔗糖副产物比例较高、游离酶需要分离纯化等问题限制了异麦芽酮糖工业生产的应用。【目的】构建蔗糖异构酶PalI在解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica) Po1g中的表面展示菌株,以降低蔗糖异构酶转化蔗糖的副产物比例及其纯化成本。【方法】为获得具有生产PalI能力的Y.lipolytica Po1g表面展示菌株,通过重叠延伸PCR将克雷伯氏菌(Klebsiella singaporensis)LX3的PalI的编码基因PalI与全基因合成的来自Y.lipolytica细胞壁的锚定蛋白Pir1融合,转入Y.lipolytica Po1g中构建表面展示菌株。利用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)比色定糖法测定表面展示的PalI酶活力并对其酶学性质进行探究,通过高效液相色谱法分析其转化蔗糖的产物。【结果】构建了蔗糖异构酶表面展示菌株Pir1-PalI/Po1g,经DNS法测得展示在Y. lipolytica Po1g表面的Pal...     

橄榄果实发育成熟过程中糖积累与相关酶活性的关系

以可溶性总糖含量差异明显的2个橄榄品种为试验材料,测定果实发育成熟过程中蔗糖、葡萄糖、果糖、可溶性总糖含量及蔗糖代谢相关酶活性的动态变化,并对果实糖积累与酶活性进行相关性分析,以明确不同橄榄品种果实糖积累差异的生理基础,为进一步在代谢与分子水平探讨橄榄果实糖积累机制提供依据。结果表明:(1)蔗糖快速积累期是橄榄品种间果实蔗糖积累差异的关键时期,并影响成熟时果实可溶性总糖含量的高低,其中‘马坑22’蔗糖快速积累期较长,增长幅度较大,成熟时可溶性糖含量高;成熟时‘马坑22’、‘檀头23’果实内己糖与蔗糖比分别为0.668、0.904。(2)在蔗糖快速积累期内,‘马坑22’酸性转化酶(AI)活性低于‘檀头23’,为其蔗糖积累创造条件,而中性转化酶活性高于后者则有利于其增加果实库强;两品种蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性变化差异不大,说明SPS不是蔗糖积累的关键酶;‘马坑22’蔗糖合成酶(SuSy)合成方向活性在花后144~186d增幅显著高于‘檀头23’,说明SuSy为果实蔗糖积累的关键酶。(3)‘马坑22’蔗糖快速积累主要依靠SuSy合成方向活性变化促进蔗糖合成,‘檀头23’蔗糖快速积累主要依靠SuSy分解方向活性变化促进蔗糖直接进入果实。     

遮光灵武长枣果实糖积累和代谢相关酶活性特征

于灵武长枣盛花期对果实进行遮光处理,以自然照光为对照,通过测定果实生长指标、叶绿素含量、蔗糖代谢相关酶活性及其蔗糖代谢糖分含量等,研究果实光合作用在果实糖积累中的作用及对果实多糖和总糖含量积累的影响。结果表明:(1)遮光处理后,果实单粒重、单粒体积以及果实中叶绿素含量均降低。(2)遮光处理不同程度增加了果实中转化酶、蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶分解方向酶的活性,而降低了其蔗糖合成酶合成方向酶的活性。(3)遮光处理主要影响果实着色期和成熟期的糖含量,对果实发育初期糖含量影响较小;果实多糖的形成与果实所受光照状况具有一定的关系,而果实中总糖的积累与外界光照具有密切关系。可见,果实遮光处理影响了果实发育过程中蔗糖代谢相关酶的活性,从而影响果实糖分的代谢和积累。     

菊芋蔗糖代谢相关产物与关键酶基因对高温的响应

蔗糖是一类重要的碳水化合物,其代谢与植物生长发育及抵抗胁迫等有密切的关系。蔗糖合成酶(SUS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)与蔗糖转化酶(INV)是参与蔗糖代谢的三类关键酶。本研究依据转录组测序数据,从能源植物菊芋中鉴定了2个SUS、2个SPS和7个INV基因(GenBank No:MK386943-53)。生物信息学分析表明,菊芋SUS、SPS和INV的氨基酸序列与其他物种具有较高的相似性,均属于亲水性蛋白。在25、30°C处理10、15、20 d的菊芋幼苗叶片中,这三种基因家族成员呈现不同的表达模式;除可溶性总糖含量减少外,果糖、蔗糖、蔗果三糖等含量没有发生明显变化。表明高温下幼苗蔗糖代谢关键酶基因发生了响应,蔗糖代谢处于平衡状态,显示了菊芋对高温的良好耐受性。     

阿拉善荒漠优势植物可溶性糖的季节变化

研究了阿拉善荒漠天然植被区优势植物梭梭、白刺、霸王、红砂和珍珠叶片的葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性总糖含量在不同生长季节的变化特征.结果表明,梭梭和珍珠的可溶性总糖含量在季节变化中呈明显的“V”型特征;白刺和红砂的可溶性总糖含量在不同生长季节的变化特征为“N”型;霸王可溶性总糖含量的季节变化呈明显的“W”型.在不同的生长季节,红砂和珍珠的蔗糖/己糖比＞1,并且具有相同的变化趋势.荒漠优势植物在不同生长季节积累的可溶性糖中,蔗糖所占的比例最大,其次是果糖,葡萄糖所占的比例最小.本研究有助于更好地理解荒漠植物的生理调节机制和适应方式.     

果实中糖的运输、代谢与积累及其调控

叶片光合产物向果实运输的主要形态是蔗糖,但在木本蔷薇科果树中,光合产物的主要运输形态为山梨醇.糖从质外体空间跨膜运入共质体的过程由糖运输蛋白介导,而糖运输蛋白的基因表达伴随着果实糖的积累而增强.蔗糖代谢酶参与了细胞内外4个与糖运输有关的无效循环.己糖代谢抑制是果实糖快速积累的前提.在木本蔷薇科果实中,蔗糖代谢酶活力仍非常活跃,表明蔗糖可能与山梨醇在果实生长发育中都起重要的作用.糖作为信号分子,调节了承担糖运输与代谢的基因的表达.自然环境因子和栽培措施能有效调控糖运输、代谢与积累.反义抑制Ivr基因表达能提高番茄果实含糖量的实验结果表明遗传工程调控糖积累的潜力.阐明糖信号与其它信号互作对糖运输与代谢的调控机制是今后研究的重点.     

蔗糖:蔗糖-1-果糖基转移酶的表面展示及酶学性质分析

【目的】蔗糖:蔗糖-1-果糖基转移酶催化1分子蔗糖上的果糖基转移到另一个蔗糖分子上,形成1-蔗果三糖和葡萄糖。在低聚果糖中,1-蔗果三糖益生素活性最高。本研究将该酶展示在酵母菌细胞表面上,并用于1-蔗果三糖的制备。【方法】将来自莴苣的蔗糖:蔗糖-1-果糖基转移酶基因克隆到用于酵母细胞表面展示的表达载体上,并在解脂亚罗酵母菌中进行异源表达,表达的酶展示在该细胞表面上,然后以蔗糖为底物,研究表面展示的蔗糖:蔗糖-1-果糖基转移酶的性质。【结果】免疫荧光实验结果表明蔗糖:蔗糖-1-果糖基转移酶已展示在酵母菌的细胞表面上,高效液相色谱结果表明酵母表面展示的该酶具有转移酶的催化活性。该酶的最适作用温度、最适作用p H分别为45°C和7.5;该酶的催化活性受Zn2+和Cu2+的抑制,受Ca2+激活;该酶重复使用7次后,酶活下降50%。表面展示的蔗糖:蔗糖-1-果糖基转移酶和3%蔗糖混合后在40°C条件下孵育30 min后,所产1-蔗果三糖含量最高为20.8 mmol/L。【结论】蔗糖:蔗糖-1-果糖基转移酶在解脂亚罗酵母菌中得到成功表达,并展示在其细胞表面上,生化研究表明该重组蛋白具有果糖基转移酶活性,且催化蔗果三糖的生成。表面展示的蔗糖:蔗糖-1-果糖基转移酶作为一种全细胞催化剂能够用于1-蔗果三糖的制备。     

甘蔗体内的蔗糖积累

成熟甘蔗茎秆积累高浓度蔗糖,其蔗糖积累涉及到蔗糖的合成、分解和运输等生理过程,而调控甘蔗茎中蔗糖积累的关键性因素是存在于快速发育的茎细胞中蔗糖糖代谢相关酶的活性和蔗糖的跨膜运输能力,而不是作为源叶输出光合产物的能力和韧皮部运输蔗糖的效率.为此,本文主要从蔗糖进入茎节的途径、蔗糖在液泡中的积累及其调控等方面作了概述,并指出运用分子生物学、反向遗传学和细胞生物学手段研究有关酶基因、功能性蛋白、糖信号对甘蔗蔗糖运输和积累的作用将是今后的重要研究方向.     

蔗糖调节拟南芥花青素的生物合成

为了探讨糖在花青素合成过程中的调节作用,采用蔗糖和其代谢糖（葡萄糖 和果糖）组合处理拟南芥幼苗.实验结果表明,60 mmol/L蔗糖处理显著提高拟南芥 幼苗的花青素、还原糖含量,并上调花青素合成相关基因（CHS, FLS-1, DFR, LDOX, BANYULS）的转录,对叶绿素含量和UGT78D2基因的转录无影响;20 mmol/L 葡萄糖+20 mmol/L果糖处理,对花青素、叶绿素和还原糖的含量无影响,对花青素 合成相关基因转录影响不一;20 mmol/L蔗糖+20 mmol/L葡萄糖+20 mmol/L果糖处 理后,花青素和还原糖含量介于前两个处理之间,也上调花青素合成相关基因的转 录;但和蔗糖处理组相比,上调UGT78D2基因转录,下调FLS-1基因转录.在不同处 理组之间,花青素含量变化和还原糖含量变化趋势相同,有可能糖在调节花青素 合成的同时也调节还原糖含量.因此,蔗糖既可以通过蔗糖特异信号途径,也可以 和其代谢糖通过其他途径共同调节拟南芥花青素的生物合成.     

不同信号肽对酿酒酵母蔗糖转化酶Suc2分泌表达水平的影响

目前，绝大多数酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）菌株利用菊糖生产乙醇的能力有限，而蔗糖转化酶Suc2是酿酒酵母水解菊糖的关键酶，其分泌水平直接影响酿酒酵母转化菊糖为乙醇的性能。为提高酿酒酵母中蔗糖转化酶Suc2的分泌表达水平，利用生物信息学的分析方法选择出11种不同的分泌信号肽，包括酿酒酵母内源性、其他菌株来源以及已报道序列优化改造的信号肽，将它们融合至Suc2并构建了相应的酿酒酵母BY4741重组菌。其中，酿酒酵母内源分泌信号肽AGA2能使蔗糖转化酶Suc2更有效的分泌，含有信号肽AGA2的重组菌BY-AG的蔗糖酶酶活和菊糖酶酶活相对于含有天然信号肽的原始菌BY-S分别提高42%和26%，其利用菊糖产乙醇能力较原始菌提高了32%，乙醇产量达到78.11 g/L。在使用毕赤酵母（Pichia pastoris）分泌信号肽MSB2时，蔗糖转化酶Suc2的分泌水平也有提高，含有信号肽MSB2的重组菌BY-MS较原始菌BY-S的蔗糖酶酶活和菊糖酶酶活分别提高了80%和74%，同时，利用菊糖产乙醇能力也提高了56%，产量达到86.31 g/L。最后，对重组菌BY-MS摇瓶发酵过程中的生物量、蔗糖酶酶活、残糖总量和乙醇产量进行了监测，结果表明，重组菌BY-MS的发酵性能较原始菌BY-S有显著提高。本研究为提高蔗糖转化酶Suc2的分泌水平、构建高效菊糖基乙醇生产菌株提供参考。     

氟化氢熏气对金华佛手叶片、花和果实中有机营养物含量的影响

HF人工熏气后佛手叶中光合速率及叶绿素、可溶性总糖、蔗糖、核酸、蛋白质含量均下降,淀粉及果糖含量上升;花中果糖、蔗糖、可溶性总糖及核酸含量均下降;果中的果糖、蔗糖及可溶性糖含量均上升,蛋白质含量下降.     

蓝细菌光驱固碳合成蔗糖技术的发展与展望

生物炼制技术体系是缓解能源和环境危机,推动社会可持续发展的重要选择,而充足的糖原料供应是生物炼制的基础。蓝细菌光驱固碳合成蔗糖是一种潜力巨大的新型糖原料供应路线。基于高效的蓝细菌光驱固碳细胞工厂,可以在单平台上以太阳能为驱动将二氧化碳和水直接转化为蔗糖,过程简单、产品明确、易于提取,而且可以同时达到固碳减排和供应糖原料的效果,具有重要的研究和应用价值。本文回顾了蓝细菌光驱固碳合成蔗糖技术的发展现状,从合成机制、代谢工程策略、技术延伸应用等层面对其最新进展和所遇到的问题进行了总结介绍,并对该技术未来发展方向进行了展望。     

青春双岐杆菌中β-呋喃果糖苷酶的提纯和一些性质

双岐杆菌是革兰氏阳性、不产芽孢的厌氧菌,主要存在于人和一些动物的肠道中,具有阻止有害细菌滋生和感染的作用。双岐杆菌能选择性水解低聚果糖,而哺乳动物的消化酶不能水解低聚果糖。 微生物中的β—呋喃果糖苷酶可分为两类,一类为蔗糖酶,它能水解蔗糖但不水解菊糖;另一类为外菊糖酶(β-果糖苷酶),它不仅水解蔗糖也能水解菊糖,它们对蔗糖和菊糖的活性比相差甚大。有些青春双岐杆菌提取物水解1-蔗果三糖的速度比蔗糖和菊糖快,并能从1-蔗果三糖产生果糖和蔗糖。青春双岐杆菌G-1菌株的提取物对1-蔗果三糖的活性很高,当底物浓度各为5mM时,它对1-蔗果三     

HPLC-ELSD法分析木薯韧皮部汁液主要糖成分

采用高效液相色谱—蒸发光散射检测法(HPLC-ELSD)对木薯韧皮部汁液糖成分进行了分析.结果表明:与大多数木本植物一样,其同化物的主要运输形式是蔗糖,并未发现糖醇类和棉子糖等寡糖.对块根产量、淀粉含量较低的半野生种W14的对比实验发现,无论是蔗糖还是己糖含量都大大地低于栽培种,说明蔗糖是木薯块根淀粉累积的主要来源,对其累积速率和量起着决定性作用.结果同时证明此方法可以高效、快速简便地定性和定量测定木薯韧皮部汁液中的糖类.     

猕猴桃果实采后成熟过程中糖代谢及其调节

20℃下采后猕猴桃果实中淀粉酶活性快速上升于果实软化启动阶段,随着果实进入快速软化阶段,淀粉迅速水解,葡萄糖和果糖快速积累,SPS活性增加,酸性转化酶活性下降,蔗糖积累;至果实软化后期,SPS活性降低,蔗糖含量下降.AsA和低温可抑制淀粉酶活性、己糖积累、SPS活性上升和酸性转化酶活性下降,延缓蔗糖积累,相反,乙烯则可促进淀粉酶活性,加速淀粉降解和己糖积累进而直接或间接增加SPS活性,促使蔗糖积累.采后猕猴桃果实的SPS活性变化中有己糖激活效应和蔗糖反馈抑制效应.AsA、低温和乙烯等对糖代谢的调节主要是通过对SPS活性的影响而实现的.     

植物中蔗糖酶的生理功能研究

蔗糖分解为葡萄糖和果糖等六碳糖是在蔗糖酶的催化下进行的,催化产物为植物的生长、发育提供碳源和能源。蔗糖酶还参与细胞的生长发育、信号传导、及对各种胁迫的响应等方面。     

植物蔗糖转运蛋白及其功能调节研究进展

综述了高等植物蔗糖转运蛋白基因家族的分类,蔗糖转运蛋白的细胞定位,蔗糖转运蛋白的功能调节,以及果实中糖运转的特性等方面的研究进展,并提出了深入研究果实蔗糖运转蛋白的展望。