基于微生物同化作用的D-丙氨酸生产工艺研究

以L-丙氨酸为唯一碳氮源,从采集的若干土壤中初筛出能够降解L-丙氨酸的菌株;再以D-丙氨酸为唯一碳氮源,复筛出降解L-丙氨酸而不降解D-丙氨酸的菌株。依据菌种对DL-丙氨酸的不对称降解活性,筛选出具有最高的L-丙氨酸降解活性的菌株,并对菌株同化L-丙氨酸的反应条件进行了研究。结果表明:编号为ALA-D82的菌株具有最高的降解L-丙氨酸的能力,经鉴定为酵母菌属。在30℃,控制pH6.0,通气比1:1(V/V)和转速900 r.min-1的条件下,L-丙氨酸降解的速度最大。在最适条件下,1500 g DL-丙氨酸分两部分添加入7 L的反应液中。反应72 h后溶液中的L-丙氨酸被完全降解,提取得到D-丙氨酸晶体,产率和光学纯度分别达到92.13%和99%。     

3-(2-萘基)-D-丙氨酸的制备

<正> 在生物界已发现40多种D-氨基酸,其生理作用正为人们逐渐认识。例如D-A.1-a—D-A.1a二肽是各种致病菌细胞壁肽聚糖的组成部分,D-丙氨酸是由丙氨酸消旋酶对L-丙氨酸消旋而来。如果丙氨酸消旋酶的活性被仰制,断绝了D-丙氨酸的来源,细菌     

丙氨酸胁迫对拟南芥和烟草离体培养的影响

目的:筛选拟南芥和烟草种子离体培养的最佳培养基,并在最佳培养基下研究丙氨酸胁迫对其生长的影响.方法:在MS和1/2MS基本培养基中添加不同激素,筛选拟南芥和烟草种子的最适培养基配方,在最适培养基上加入不同浓度的D-和L-丙氨酸.结果与讨论:1/2NS不附加任何激素的基本培养基植株生长最好;D-丙氨酸对拟南芥生长有强烈抑制作用,L-丙氨酸则对生长无显著影响;D-型和L-型丙氨酸均对烟草有强烈抑制作用,这与经典的反馈抑制机理不很一致.     

氨基酸L-和D-异构体对离体小麦胚植株生长的影响

5种氨基酸L-和D-异构体对离体小麦胚植株生长的影响结果表明,在1~7 mmol.L-1浓度范围内,脯氨酸异构体均不抑制植株生长;缬氨酸和蛋氨酸的L-型严重抑制生长,D-型不抑制或轻微抑制;丙氨酸则相反,L-型无抑制作用,D-型是严重抑制类型;丝氨酸的L-型轻微抑制生长,D-型严重抑制生长。生长结果也表明,DL-异构体的抑制作用介于D-型和L-型之间。     

离子交换法分离D-天冬氨酸和L-丙氨酸

对离子交换法分离D-天冬氨酸和L-丙氨酸的工艺条件进行了研究。综合考虑树脂对D-天冬氨酸和L-丙氨酸的吸附容量及相对选择系数,选择了一种适合该体系分离的树脂—XH-1,并对吸附条件及洗脱条件进行了研究,确定了最佳工艺条件,为今后工业应用提供一定的依据。     

刺孢小克银汉霉氨基酰化酶拆分DL-丙氨酸的研究

选育了刺孢小克银汉霉(Cunninghamellaechinulata)9980菌株,并对其进行液体培养,比较了3种不同培养基中菌体细胞氨基酰化酶活性,考察了几种因素对菌体细胞拆分反应的影响,并对DL-丙氨酸进行了光学拆分。结果表明:蛋白胨培养基菌体细胞酶活最高,达680u/g。菌体细胞拆分反应最适温度55℃,最适pH7.0,最佳底物浓度为0.2mol·L-1,缓冲体系中的无机离子对拆分反应有抑制作用,10-3～10-4mol·L-1的Co2+对拆分反应有激活作用。用菌体细胞对DL-丙氨酸拆分反应中,D-丙氨酸得率平均达87.1%。     

家蝇Mdsirt1基因在细菌、高温和重金属胁迫下的表达分析

【目的】探究家蝇Musca domestica sirt1基因(Mdsirt1)在各种胁迫条件下的表达模式。【方法】以家蝇2龄幼虫cDNA为模板,PCR扩增Mdsirt1基因序列并进行生物信息学分析;实时定量PCR(qRT-PCR)检测Mdsirt1在家蝇不同发育阶段(卵、1龄幼虫、2龄幼虫、3龄幼虫、蛹和成虫)的表达变化,2龄幼虫不同组织(表皮、肠道、脂肪体和血细胞)中的表达分布,以及胁迫条件(细菌刺激、热激及CdCl_2刺激)下的转录水平变化;通过RNAi干扰Mdsirt1基因表达,观察敲低Mdsirt1表达后家蝇幼虫抗病能力变化,并检测机体氧化应激水平。【结果】家蝇Mdsirt1基因编码蛋白含有SIR2结构域,与厩螫蝇Stomoxys calcitrans SIR2氨基酸序列一致性为66%。qRT-PCR结果显示,Mdsirt1基因主要在家蝇蛹期表达,在家蝇2龄幼虫脂肪体中表达量较高。家蝇幼虫Mdsirt1分别在大肠杆菌Escherichia coli刺激3 h,金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus刺激6 h,42℃热激30min以及30 mmol/L CdCl_2刺激48 h时表达量达到最高峰。敲低Mdsirt1表达的家蝇幼虫受到细菌感染(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌1∶1混合感染)后存活率较对照组显著降低1.47倍,且敲低Mdsirt1后机体处于氧化应激状态,活性氧自由基水平和丙二醛含量较对照组分别升高1.58和1.59倍。【结论】Mdsirt1参与家蝇幼虫的抗菌免疫应答和抗逆反应。     

家蝇抗菌肽基因MAF-1的表达模式及响应微生物刺激分析

Musca domestica antifungal peptide-1(MAF-1)是家蝇体(Musca domestica)内组成型表达的一种独特且具有良好抑菌效果的抗真菌肽.本研究利用实时荧光定量PCR技术分析MAF-1在家蝇不同发育时期、不同组织器官及家蝇3龄幼虫经微生物(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌)刺激后的表达特征.结果显示,MAF-1在家蝇各个发育时期的相对表达量依次为:2龄幼虫＞1龄幼虫＞3龄幼虫＞雄蝇成虫＞卵＞雌蝇成虫＞蛹;MAF-1在家蝇3龄幼虫各组织器官的相对表达量依次为:脂肪体＞唾液腺＞气管＞肠道＞体壁.通过超微量显微注射法向家蝇3龄幼虫体内注入病原微生物,其中金黄色葡萄球菌刺激后MAF-1的表达量呈下降趋势;大肠杆菌刺激后MAF-1的表达量先降低后升高再降低;白色念珠菌刺激后MAF-1的表达量先升高然后逐渐下降.本研究从RNA水平上说明了MAF-1的表达随着家蝇幼虫的生长发育阶段变化,对不同微生物刺激的响应具有不同的特征.同时MAF-1还是家蝇抵抗病原微生物感染的重要天然免疫分子,这为进一步研究其参与家蝇天然免疫防御过程提供了基础.     

家蝇抗菌肽基因MAF-1的表达模式及响应微生物刺激分析

Musca domestica antifungal peptide-1(MAF-1)是家蝇体(Musca domestica)内组成型表达的一种独特且具有良好抑菌效果的抗真菌肽.本研究利用实时荧光定量PCR技术分析MAF-1在家蝇不同发育时期、不同组织器官及家蝇3龄幼虫经微生物(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌)刺激后的表达特征.结果显示,MAF-1在家蝇各个发育时期的相对表达量依次为:2龄幼虫＞1龄幼虫＞3龄幼虫＞雄蝇成虫＞卵＞雌蝇成虫＞蛹;MAF-1在家蝇3龄幼虫各组织器官的相对表达量依次为:脂肪体＞唾液腺＞气管＞肠道＞体壁.通过超微量显微注射法向家蝇3龄幼虫体内注入病原微生物,其中金黄色葡萄球菌刺激后MAF-1的表达量呈下降趋势;大肠杆菌刺激后MAF-1的表达量先降低后升高再降低;白色念珠菌刺激后MAF-1的表达量先升高然后逐渐下降.本研究从RNA水平上说明了MAF-1的表达随着家蝇幼虫的生长发育阶段变化,对不同微生物刺激的响应具有不同的特征.同时MAF-1还是家蝇抵抗病原微生物感染的重要天然免疫分子,这为进一步研究其参与家蝇天然免疫防御过程提供了基础.     

家蝇抗菌肽基因MAF-1的表达模式及响应微生物刺激分析

Musca domestica antifungal peptide-1(MAF-1)是家蝇体(Musca domestica)内组成型表达的一种独特且具有良好抑菌效果的抗真菌肽.本研究利用实时荧光定量PCR技术分析MAF-1在家蝇不同发育时期、不同组织器官及家蝇3龄幼虫经微生物(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌)刺激后的表达特征.结果显示,MAF-1在家蝇各个发育时期的相对表达量依次为:2龄幼虫＞1龄幼虫＞3龄幼虫＞雄蝇成虫＞卵＞雌蝇成虫＞蛹;MAF-1在家蝇3龄幼虫各组织器官的相对表达量依次为:脂肪体＞唾液腺＞气管＞肠道＞体壁.通过超微量显微注射法向家蝇3龄幼虫体内注入病原微生物,其中金黄色葡萄球菌刺激后MAF-1的表达量呈下降趋势;大肠杆菌刺激后MAF-1的表达量先降低后升高再降低;白色念珠菌刺激后MAF-1的表达量先升高然后逐渐下降.本研究从RNA水平上说明了MAF-1的表达随着家蝇幼虫的生长发育阶段变化,对不同微生物刺激的响应具有不同的特征.同时MAF-1还是家蝇抵抗病原微生物感染的重要天然免疫分子,这为进一步研究其参与家蝇天然免疫防御过程提供了基础.     

不同诱导条件下家蝇(Musca domestica)三龄幼虫免疫相关基因的表达研究

旨在研究在不同诱导条件下家蝇三龄幼虫先天性免疫基因的表达情况。采用冷刺激、热刺激及革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌注射诱导12 h后提取家蝇三龄幼虫总RNA。根据GenBank公布的家蝇磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)基因、攻击素(Attacin)、天蚕素(Cecropin)、防御素(Defensin)、双翅肽(Diptericin)、溶菌酶(Lysozyme)、热休克蛋白(Heat shock protein,HSP)及家蝇抗真菌肽(MAF-1)基因序列进行RT-PCR反应,以GAPDH基因为内参照,分析在不同诱导条件下家蝇三龄幼虫先天性免疫基因的表达情况。结果显示,不同条件诱导下,家蝇免疫相关基因表达显现较大差异,微生物诱导比物理刺激诱导后家蝇免疫相关基因表达水平高;真菌、阳性菌诱导后家蝇免疫相关基因表达量最高,阴性菌次之;冷刺激诱导最低。微生物及物理刺激均能激活家蝇的免疫系统,在不同条件刺激下,家蝇幼虫机体免疫应激反应不同。     

家蝇C-型凝集素的克隆与功能分析

【目的】从家蝇Musca domestica中克隆一种C-型凝集素(C-type lectin)基因,并分析其在家蝇免疫过程中的功能。【方法】根据家蝇转录组信息,克隆了一条C型凝集素基因,将其命名为Mdlectin-C1。构建Mdlectin-C1的原核表达载体,在大肠杆菌Escherichia coli中表达并纯化r Mdlectin-C1蛋白,制备多克隆抗体。利用实时定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)及Western blot技术对家蝇不同发育阶段和细菌感染前后Mdlectin-C1的表达水平进行检测。运用RNAi技术敲低家蝇1龄幼虫Mdlectin-C1基因表达,然后进行细菌刺激并观察幼虫存活率变化。【结果】Mdlectin-C1 c DNA包含一个546 bp完整开放阅读框,编码181个氨基酸残基,所推导多肽N端包含由21个氨基酸残基组成的信号肽,成熟肽中含有一个保守的碳水化合物识别结构域(carbohydrate-recognition domain,CRD)。qRT-PCR及Western blot结果显示,家蝇从1龄幼虫到蛹的发育过程中,Mdlectin-C1表达量逐步上升,蛹期达到最大值。在革兰氏阴性菌大肠杆菌E.coli和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus刺激后,家蝇2龄幼虫Mdlectin-C1均上调表达,并分别在36和3 h时达到最高值。利用RNAi技术成功敲低Mdlectin-C1表达。对Mdlectin-C1基因敲低的1龄幼虫进行细菌刺激,敲低实验组幼虫存活率显著低于正常对照组。【结论】Mdlectin-C1可能参与家蝇抗菌免疫应答,并在此过程中具有重要作用。     

蚕氨基酸代谢之研究 Ⅲ.丝腺体L-天门冬氨酸及α-酮戊二酸形成丙氢酸之机制

研究了家蚕(Bombyx mori L.),天蚕蛾科之蓖麻蚕(Philosama cynthia ricini B.)及柞蚕(Antheraea pernyi G.)丝腺体后部自L-天门冬氨酸与α-酮戊二酸形成丙氨酸的机制。以上各种蚕的丝腺体组织都可利用L-天门冬氨酸与α-酮戊二酸形成丙氨酸,谷氨酸及CO_2。当存在DL-环丝氨酸(10~(-4)M)时,形成较多的谷氨酸与丙酮酸,而丙氨酸之量显著地减少。以L-天门冬氨酸与α-酮戊二酸或以L-谷氨酸与丙酮酸为底物,对丙氨酸之形成具有相同的抑制程度。DL-环丝氨酸(10~(-4))并不抑制谷-天转氨酶与草酰乙酸脱羧酶,但在同样条件下,可显著抑制谷-丙转氨酶的活力(～90%)。此外,若以L-天门冬氨酸或其与小量α-酮戊二酸为底物,尤其是用透析后之酶液,并无显著的丙氨酸与CO_2形成。我们认为,自L-天门冬氨酸与α-酮戊二酸形成之丙氨酸,并非通过Bheemeswar提出的L-天门冬氨酸β-脱羧酶之作用,而是经过三个相继的反应,即在谷-天转氨酶催化下,形成谷氨酸与草酰乙酸,后者除非酶促分解外,在草酰乙酸脱羧酶作用下,形成丙酮酸与CO_2;由以上两反应所形成之谷氨酸与丙酮酸,在蚕丝腺普遍存在的谷-丙转氨酶催化下形成丙氨酸(见图8)。     

酮古龙酸菌与呼吸链偶联的2-KGA代谢途径研究进展

酮古龙酸菌可将底物L-山梨糖转化为维生素C的前体2-酮基-L-古龙酸(2-KGA)。该菌共存在5种反应参与2-KGA代谢,包括:1D-山梨醇氧化为L-山梨糖;2L-山梨糖氧化为L-山梨酮;3L-山梨酮(吡喃型)氧化为2-KGA;4L-山梨酮(呋喃型)氧化为维生素C。52-KGA还原为L-艾杜糖酸。其中L-山梨糖/L-山梨酮脱氢酶(SSDH)参与反应123,L-山梨糖脱氢酶(SDH)参与反应23,L-山梨酮脱氢酶(SNDH)参与反应34,醛脱氢酶(ALDH)参与反应3,2-KGA还原酶(2-KGR)参与反应5。SDH/SSDH/ALDH属于Ⅰ型醌酶,其辅酶为1分子PQQ;SNDH属Ⅱ型醌酶,与PQQ、heme C共同构成quinohemoproteins,2种醌酶均分布于周质空间中与呼吸链相偶联,意味着这种膜上直接氧化过程伴随ATP产生,使得菌体可以利用环境中的底物实现快速供能。     

维尔康对家蝇(Musca domestica)寿命和飞翔肌线粒体年龄变化的影响

本文观察了中药复方维尔康对雄蝇寿命、飞翔肌线粒体能量转换ATP酶(以下简称ATP(?))活性及线粒体超微结构衰老变化的影响。实验表明维尔康可使(?)的群体平均寿命和5％存活时的日龄分别增加11.4％和13.7％,用losrank检验比较对黑组和维尔序组家蝇的生存数据,结果差异极(?)著,P<0.001。对照组家蝇孵化后6日龄ATP酶水解活性最高,随即开始下降。维尔康组家蝇的要(?)活性则一直维持到15日龄以后才开始下降,但其ATP酶活性的年龄交化规律仍与对照组家蝇类似。维尔康组家蝇飞翔肌线粒体超微结构的退化也有较对照组家蝇推迟的趋向。这些现象提示维尔康似可延缓家蝇的衰老过程。     

L-丙氨酸对小鼠胰岛分泌胰岛素的急性作用及其葡萄糖依赖性研究

探讨L-丙氨酸刺激小鼠胰岛分泌胰岛素的剂量和葡萄糖依赖性。雌性6~10周NMRI小鼠,苯巴比妥腹腔麻醉,应用胶原酶技术消化胰腺分离胰岛,置于RPMI1640培养皿中在37℃培养箱(5%CO2,95%空气)过夜培养。次日在Krebs-Ringer缓冲液中37℃水浴培养箱预培养30 min,分别把单个胰岛小心放入100 L含有不同浓度葡萄糖和不同浓度L-丙氨酸的改良Krebs-Ringer缓冲液37℃水浴培养箱培养60 min,留取50 L上清液进行胰岛素测定。结果:L-丙氨酸在0.1~20mmol.L-1范围促进了葡萄糖刺激的小鼠胰岛的胰岛素分泌,随剂量增大而增强,在低浓度葡萄糖存在的条件下,10 mmol.L-1L-丙氨酸不能刺激小鼠胰岛的胰岛素分泌,在6.7 mmol.L-1及以上葡萄糖存在的条件下,L-丙氨酸能增加葡萄糖诱导的小鼠胰岛分泌胰岛素。本研究显示L-丙氨酸能增加葡萄糖诱导的小鼠胰岛分泌胰岛素,此作用依赖于一定水平葡萄糖的存在。     

不同培养基及酶对立碗藓原丝体的作用研究

采用含不同成分的MS培养基处理立碗藓的原丝体,发现随蔗糖浓度的提高原丝体的生长相对趋于老化;当培养基中附加不同浓度的2,4-D和6-BA 时,10日龄的原丝体出现了明显变化,当二者浓度均为0.5 mg*L-1,幼嫩的原丝体上能长出疏松易碎的白绿色愈伤组织.利用1%纤维素酶和0.8%的果胶酶分别处理10日龄、20日龄的原丝体和10日龄的茎叶体的叶片2～10 h,结果发现10日龄的原丝体在酶解2 h后能游离出大量的原生质体;而20日龄的原丝体效果较差,只能游离出极少量的原生质体;对于10日龄的茎叶体酶解10 h仍看不到原生质体游离出来.这表明立碗藓原丝体对不同的外界条件可产生不同的反应,但原丝体的生理状态不同对激素和酶类的反应具有非常显著的差别.     

重组大肠杆菌转化富马酸生产L-丙氨酸

通过克隆来源于睾丸酮丛毛单胞菌的L-天冬氨酸-β-脱羧酶基因,在一株具有L-天冬氨酸酶生产能力的大肠埃希氏菌CICC 11022S中异源表达,构建转化富马酸生产L-丙氨酸的重组工程菌。结果发现:重组工程菌9 h转化富马酸产生112.7 g/L的L-丙氨酸,生产速率12.5 g/(L·h),转化率93.8%。富马酸价格较低,有效降低L-丙氨酸生产的原料成本。通过构建重组工程菌,以富马酸为底物,高效生产L-丙氨酸,结果表明该方法具有较好的工业应用潜力。     

家蝇幼虫差异表达基因的克隆筛选与分析

目的是利用mRNA差异显示(DDRT-PCR)技术对诱导后家蝇幼虫差异表达基因进行克隆分析。取诱导和未诱导家蝇(Musca domestica vicina)三龄幼虫总RNA进行mRNA差异显示反应,产物经6％非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳展开,银染分析后,回收差异显示条带。随机选取4条诱导家蝇三龄幼虫中上调表达的基因条带,进行Northern杂交验证,有2条被验证为真实带,命名为YD1和YD2。对这2条基因片段进行T-A克隆和测序,长度分别为495bp和265bp,登录NCBI运用Blastn程序进行同源性比较,发现两者与任何已知基因同源性都低于70％,提示为两个未报道的新基因,在家蝇免疫反应中可能起着一定的作用。     

家蝇幼虫血细胞类型及免疫功能的初步研究

目的用不同方法观察家蝇3龄幼虫血细胞的形态,并对血细胞进行分类和免疫功能研究,为昆虫血细胞形态、分类及免疫研究提供实验依据。方法 (1)应用姬氏染色结合相差显微镜及荧光染色方法观察家蝇3龄幼虫血细胞形态,并对家蝇3龄幼虫血细胞进行分类;(2)观察家蝇3龄幼虫感染大肠杆菌后不同时间血细胞总数(THC)、各类血细胞数量(DHC)及形态的变化;(3)应用倒置显微镜观察家蝇3龄幼虫离体血细胞感染大肠杆菌后的形态变化;(4)采用酶细胞化学技术测定感染前后家蝇3龄幼虫血细胞中ACP、POD活性的变化。结果 (1)家蝇3龄幼虫血细胞可分为原血胞、浆血胞、粒血胞、珠血胞、类绛血胞5类,其中浆血胞又分为大核浆血胞和小核浆血胞两种;(2)感染后各时间组血细胞总数、浆血胞和粒血胞数量均显著升高,且浆血胞和粒血胞聚集成堆,出现细胞变形、空泡等形态变化;感染后16h、24h组的珠血胞数显著升高;原血胞和类绛血胞数量和形态无明显变化;(3)家蝇幼虫离体血细胞感染大肠杆菌后粒血胞周围见大量细菌聚集,浆血胞、粒血胞聚集成团将细菌包裹形成包囊,未见原血胞、珠血胞、类绛血胞形态的变化;(4)感染后浆血胞和粒血胞中ACP、POD的活性增强,感染前后原血胞、珠血胞、类绛血胞中均未见ACP、POD的阳性反应物。结论通过3种方法能很好地将家蝇3龄幼虫血细胞分为5类,其中浆血胞和粒血胞是家蝇幼虫参与免疫反应的主要细胞类型,珠血胞不参与感染后的早期细胞免疫反应。