肉毒碱的生物学特性、检测方法及应用

肉毒碱（Carnitine）是广泛存在于自然界中的一种高极性、小分子季胺类化合物,又名肉碱、卡尼汀、维生素BT。肉毒碱有左旋和右旋两种构象,体内具有生物活性的是左旋肉毒碱（L-Carnitine）。L-肉毒碱是线粒体膜上唯一的活化脂肪酸载体,主要功能是携带、转运活化的脂肪酸,特别是长链饱和与不饱和脂肪酸穿越线粒体膜,进入线粒体内进行β氧化和三梭酸循环反应,为机体的各种代谢活动提供能量。由于L-肉毒碱在生物代谢中具有极其重要的作用,     

长链二元酸代谢中肉毒碱脂酰转移酶的作用

肉毒碱脂酰转移酶包括肉毒碱棕榈酰转移酶、肉毒碱乙酰基转移酶和肉毒碱辛酰基转移酶,它们对脂肪酸的进一步β氧化代谢起到了转运的作用。综述近年来对肉毒碱脂酰转移酶族成员酶学特性的研究进展,探讨在热带假丝酵母(Candidatropicalis)中肉毒碱脂酰转移酶的作用与调控 。     

非诺贝特对衰老大鼠肝脏组织肉毒碱棕榈酰转运酶Ⅰ水平的影响

目的:观察非诺贝特对衰老大鼠肝脏组织肉毒碱棕榈酰转运酶Ⅰ水平的影响,从而探讨衰老过程中出现脂质代谢异常的可能机制及非诺贝特对脂质代谢的调节作用.方法:雄性SD年轻大鼠(4～6周龄)16只和老年大鼠(24个月龄)16只,分别随机分为对照组和非诺贝特组(非诺贝特喂养2周),测定大鼠血清中三酰甘油和总胆固醇水平,采用半定量逆转录聚合酶链反应法检测大鼠肝脏组织肉毒碱棕榈酰转运酶Ⅰ水平.结果:年轻对照组比较,老年对照组的三酰甘油和总胆固醇水平升高,大鼠肝脏组织肉毒碱棕榈酰转运酶Ⅰ水平表达降低.非诺贝特组与老年对照组比较三酰甘油和总胆固醇水平均下降,非诺贝特升高不同年龄组大鼠肝脏组织肉毒碱棕榈酰转运酶Ⅰ水平.结论:衰老过程中大鼠肝脏组织肉毒碱棕榈酰转运酶Ⅰ水平表达减少可能与老年脂质代谢异常有关.     

天冬氨酸家族主要氨基酸高产菌株的选育策略

L-苏氨酸与L-赖氨酸是L-天冬氨酸家族氨基酸(AFAAs)中的重要成员,近年来由于其在食品、化妆品、动物饲料添加剂等方面的广泛应用而备受关注,市场需求逐年上升。运用代谢工程手段构建高产菌,可有效地提高L-苏氨酸和L-赖氨酸的生产水平。本文详述了L-苏氨酸与L-赖氨酸的合成途径、调控机制以及两种氨基酸高产菌株的构建策略。     

鲈鱼CPT I基因cDNA克隆及表达分析

肉毒碱棕榈酰转移酶(carnitine palmitoyltransferases,CPT,EC.2.3.1.2)在脂肪酸的β-氧化中起重要作用.线粒体内膜外侧的脂酰CoA经CPTⅠ催化与肉毒碱结合形成脂酰肉毒碱而得以穿过线粒体内膜,进入线粒体.在线粒体内膜内侧的CPTⅡ催化下,脂酰肉毒碱上的脂酰基又转移到CoA上,重新形成脂酰CoA,成为β-氧化的底物.利用RT-PCR和SMART RACE的方法从鲈鱼(Lateolabrax japonicus)肝脏中克隆了CPT I全长cDNA.该序列全长3007 bp,5′非翻译区166 bp、3′非翻译区477 bp、开放阅读框2364 bp,编码一个由787个氨基酸组成的蛋白质,分子量为89.60 kDa,等电点为8.85.氨基酸序列分析表明,鲈鱼CPT I具有较高的保守性,与金头鲷(Sparus aurata)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss)、斑马鱼(Danio rerio)、人(Homo sapiens)、小鼠(Mus musculus)等 7个物种的同源性为93%～66%,其中与金头鲷同源性最高,为93%.用RT-PCR分析CPT I基因在10个组织中的表达,结果表明在肌、肾中有较高的表达,心、脑、鳃、肝、肠次之,眼、脂肪、脾表达最低.     

我国自行构建的L-苯丙氨酸工程菌株发酵产酸率达国际先进水平

福建省发展和改革委员会于2009年1月17日对福建省麦丹生物集团有限公司和福建沙县侨丹实业有限公司共同承担的"L-苯丙氨酸高产基因工程菌的构建和应用"项目进行科技成果鉴定,由中国工程院院士、浙江工业大学原校长沈寅初教授和清华大学曹竹安教授等专家组成的鉴定委员会,对该项目给予很高的评价,认为所构建的工程菌株ES-4573-2其产酸率达国际先进水平,并足以形成具有自主知识产权的科技成果,使我国L-苯丙氨酸生产进入国际先进行列.L-苯丙氨酸是人体和动物不能在体内自行生物合成的必需氨基酸之一,广泛应用于食品、饲料、医药和日用化工等领域.尤其是低热量、高甜度的二肽甜昧剂-阿可斯巴甜的主要原料,市场需求量大.为进一步提高L-苯丙氨酸产酶产酸水平,增强我国L-苯丙氨酸在国际市场中的竞争力,该项目在两位国家级专家施巧琴教授和吴松刚教授的直接领导下,该课题组在国内外首次应用分子定向协同共进化技术对L-苯丙氨酸代谢途径关键酶基因进行整体改造,构建成突变库,筛选出具有高产酸水平的突变株,取得了显著成效.采用上述技术,工程菌株ES-4573-2经小试、中试进入试产,在采间歇式补料及发酵优化控制的基础上,产酸率较酪氨酸缺陷型宿主菌株提高了292％,取得了重大突破.目前,该工程菌株已在大生产中使用,生产性能稳定,对提高L-苯丙氨酸的产量和质量起了重要的作用,为我国发酵工业的发展作出了贡献.     

L-阿拉伯糖的功效及其在生物医药中的研究进展

众所周知,在一定情况下,摄入过量糖类会造成肥胖、糖尿病、心血管疾病等健康问题。与其他糖类相比,在抑制蔗糖的代谢与吸收,抑制脂肪生成堆积,控制血糖水平和降低血脂水平等方面,L-阿拉伯糖具有特殊的功效。本文对L-阿拉伯糖的功效及其在生物医药中应用作一综述。     

L-六碳糖形成机制的研究进展

糖及其衍生物在许多初级或次级代谢过程中发挥着重要作用。糖结构与功能的多样性和糖在疾病诊断与治疗中的重要性推动了糖生物学的快速发展。D型糖,尤其是D-六碳糖在糖中占据着主导地位,L-六碳糖也是许多重要糖蛋白复合物、多糖及抗生素的组成成分。了解L-六碳糖的形成机制有助于理性改造糖的结构并开发其应用价值。L-六碳糖通常由3,5位差向异构酶或5位差向异构酶催化D-六碳糖的C5位异构化形成,这种转变赋予了糖在构型上的多样性,并在许多天然产物中起决定生物活性的作用。对3,5位差向异构酶和5位差向异构酶的功能及晶体结构的研究揭示了L-六碳糖的形成机制。本文综述了L-六碳糖形成过程中不同类型的3,5-位差向异构酶和5-位差向异构酶的催化机制,揭示L-六碳糖在生理和医药领域的重要意义。     

肉毒碱促进WUT3细胞生长及单克隆抗体合成

利用鼠鼠杂交瘤细胞（ＷＵＴ３）研究培养基中不同浓度的肉毒碱对细胞生长、葡萄糖利用速率、乳酸、氨、单克隆抗体生成速率的影响。结果表明,增加肉毒碱浓度（从０％～０．０４％）,细胞生长速率增加;葡萄糖消耗,乳酸生成,氨生成速率降低;单抗生成速率增加,当肉毒碱浓度达０.０４％时,细胞最高密度增加１／３,葡萄糖消耗速率减少１／３,氨生成速率降低约４０％,单抗生成速率增加约５０％,乳酸生成速率降低５０％,消耗的葡萄糖进入ＴＣＡ循环比例增加,当葡萄糖浓度降低到０.４ｇ／Ｌ时,葡萄糖已不再被利用     

钝齿棒杆菌GlnK在氮代谢调控及L-精氨酸合成中的功能

【目的】钝齿棒杆菌是重要的氨基酸生产菌株,本研究针对氮代谢PⅡ信号转导蛋白GlnK展开相关功能研究,分析其在钝齿棒杆菌氮代谢调控及L-精氨酸合成中的作用。【方法】以GlnK蛋白为研究对象,通过基因敲除等遗传方法获得过表达、敲除及敲弱glnK的重组钝齿棒杆菌,研究GlnK对NH_4~+吸收的影响,通过RT-qPCR和酶活测定,从转录水平和蛋白水平上揭示GlnK对氮代谢和L-精氨酸合成相关基因表达水平及酶活的影响,通过5-L发酵罐发酵产L-精氨酸研究GlnK对L-精氨酸合成的影响。【结果】过表达glnK能明显促进NH_4~+的吸收,而敲除glnK后则会抑制NH_4~+的摄取;RT-qPCR和酶活测定发现,相比于野生型菌株Cc5-5,glnK过表达菌株Cc-glnK中与铵吸收相关的基因,表达量平均上调约4.58倍,L-精氨酸合成基因簇中基因的表达水平平均上调1.50倍。Cc-glnK中氮代谢相关蛋白的酶活平均提高46.97%;L-精氨酸合成途径上7个关键酶的酶活平均提高30.00%;5-L发酵罐发酵各重组菌株结果表明,Cc-glnK菌株的产量可达49.53 g/L,产率为0.516 g/(L·h),相比于出发菌株Cc5-5,其L-精氨酸产量提高了28.65%。【结论】过表达GlnK能促进NH_4~+的吸收及利用,并通过影响L-精氨酸合成途径上关键基因的表达水平,提高关键酶的酶活,最终提高L-精氨酸的产量。本研究为后续探索钝齿棒杆菌氮代谢调控机制及代谢工程改造钝齿棒杆菌生产L-精氨酸提供了一种新的策略。