发酵乳杆菌来源l-阿拉伯糖异构酶理性设计及在d-塔格糖生产中的应用

L-阿拉伯糖异构酶(L-arabinose isomerase,L-AI)是D-半乳糖异构化生成D-塔格糖的关键酶。为提高L-阿拉伯糖异构酶对D-半乳糖的活性及在生物转化中的转化率,本研究对发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)CGMCC2921来源的L-阿拉伯糖异构酶进行重组表达和生物转化应用,并对其底物结合口袋进行理性设计以提高酶对D-半乳糖亲和力和催化活性。结果显示,突变体F279I对D-半乳糖的转化率提高至野生型酶的1.4倍,进一步叠加获得的双突变体M185A/F279I的K_m和k_cat分别为530.8mmol/L与19.9s^-1,底物亲和力显著提高,催化效率提高至野生型酶的8.2倍。以400 g/L乳糖为底物时,突变酶M185A/F279I转化率高达22.8%。本研究在乳糖高值化生产塔格糖方面具有重要的应用价值。     

利用固定化重组大肠杆菌细胞生产D-塔格糖

利用经海藻酸钙包埋的重组大肠杆菌细胞催化D-半乳糖生产D-塔格糖,考察了细胞包埋量、反应条件对固定化细胞催化效率以及对D-塔格糖生产稳定性的影响。确定的最优转化条件为:温度65℃,pH 6.5,添加终浓度为1 mmol/L Mn²⁺,底物(D-半乳糖)浓度100 g/L,重组大肠杆菌细胞用量40 g/L。固定化小球在0.3%戊二醛溶液中交联30 min可以显著提高其在高温下的机械强度。考察了异构化反应体系中硼酸与底物间的摩尔比对产率的影响。研究结果表明,添加适量的硼酸可以改变原有的化学反应平衡,实现D-塔格糖的高产。利用D-半乳糖为底物在最优的反应条件下催化24 h,固定化细胞对D-半乳糖的转化率最高,可达65.8%,连续转化8批次的平均转化率为60.6%,为工业化生产D-塔格糖奠定了基础。     

生物转化生产D-塔格糖的食品级菌种选育及L-阿拉伯糖异构酶的克隆表达

L-阿拉伯糖异构酶(L-arabinose isomerase,L-AI)是一种可以催化D-半乳糖为D-塔格糖的胞内异构化酶。随着塔格糖在食品工业中越来越广泛的应用,能够将半乳糖转化为塔格糖的食品级微生物以及食品级来源的L-AI受到更大的关注。文中从各种酸奶制品、泡菜及其他一些食品中采集不同的样品,筛选出1株具有L-AI酶活的食品级菌株,经过生理生化鉴定以及16S rDNA序列测定,确定该菌株为戊糖片球菌,命名为Pediococcus pentosaceus PC-5。以该菌基因组为模板,克隆L-AI基因,并在大肠杆菌BL21成功地异源表达。表达产物经粗提取后,在40℃下加入Mn2+,使D-半乳糖转化为D-塔格糖的转化率为33%。     

益生菌制剂的临床研究

本文主要讨论益生菌对乳糖消化的作用及对腹泻的治疗作用。１乳糖的消化与所有的成年动物一样，绝大多数成年人于幼时断奶后起，小肠刷状缘乳糖酶的活性便逐渐下降，故全世界大多数人消化乳糖的能力差。其结果是乳糖吸收不充分，大量进入肠道产生乳糖不耐受症的症状和体征...     

儿茶素异构化的促进和抑制因素研究

本文探究高温灭菌条件下,不同时间和pH值,四种茶多酚样品的异构化情况,以及维生素C、没食子酸和柠檬酸三者抗儿茶素异构化情况。结果表明,pH值在5.0~5.5时,高压灭菌20 min内,儿茶素主要发生异构化反应,其产物随时间增多。维生素C抑制儿茶素异构化的最佳浓度是0.1 mg/m L,柠檬酸在大于0.3 mg/m L时显著抑制儿茶素异构化,没食子酸对儿茶素异构化抑制效果最佳,且具有剂量效应。此外,本实验还研究了常温高压和低温(60℃)负压对儿茶素稳定性的影响,结果显示儿茶素并不受压强大小的影响,温度是影响儿茶素稳定的重要因素。     

番茄红素热处理异构化方法研究

番茄红素在受热的情况下会发生反式异构体(all-trans)向顺式异构体(cis-isomers)的转化。本文研究了乙酸乙酯热回流、微波法及超声-微波协同法对番茄红素异构化的影响。结果表明:乙酸乙酯热回流处理后,6%番茄红素油树脂中顺式异构体占比高于90%番茄红素中顺式异构体占比;氮气保护对番茄红素的异构化无明显保护作用;微波对番茄红素异构化有较强的促进作用,处理5 h后顺式占比可以高达54.7%,但超声-微波协同法对番茄红素异构化的影响与微波单独使用时无明显变化。所以微波是较好的番茄红素热处理异构化方法。     

解脂耶氏酵母细胞表面展示乳糖水解酶高效水解乳糖

乳糖是婴幼儿获取能量的重要碳源之一,但乳糖需要在乳糖酶的作用下水解成半乳糖与葡萄糖后才能被吸收。缺少乳糖分解酶的婴幼儿在摄入含乳糖的食品后,未被消化的乳糖会直接进入大肠,刺激大肠蠕动加快,造成一系列不适应症状即乳糖不耐症,我国属于乳糖不耐症高发国家。因此,解决乳糖的体外水解问题对减轻该症状有重要的意义。研究通过将β-半乳糖苷酶(也称为乳糖水解酶)表面展示在食品安全微生物解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)细胞表面,通过培养获得该酵母,然后直接利用酵母细胞来水解乳糖生成半乳糖与葡萄糖。采用该工程酵母细胞(HCY10),能在24小时内完全水解50g/L的乳糖,生成半乳糖与葡萄糖。该方法具有高效、简便的优点,能为乳糖的高效水解提供一条新的途径。     

L-菊苣酸在不同溶剂中的光致差向异构化

研究了不同溶剂中L-菊苣酸在紫外光照下的稳定性。经过紫外光谱,液质联用、旋光度核磁共振氢谱的鉴定分析,结果表明,在光照条件下L-菊苣酸会部分生成它的差向异构体,不同的溶剂中其异构化程度不同,在365 nm,达到平衡时异构化率结果为:乙腈甲醇四氢呋喃水;在254 nm下,则为:乙腈四氢呋喃甲醇水,且在254 nm下比在365 nm下异构化程度大些。     

产β-半乳糖苷酶菌株的分离和筛选

β-半乳糖苷酶(EC_(3.2.1.23))俗称乳糖酶,它可催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖。有的婴儿在肠道中先天性缺乏此酶,对乳制品中的乳糖消化吸收极差,以致产生腹胀、腹泻等症状,称之为乳糖不耐症。又因乳糖在水中的溶解度较     

婴幼儿腹泻与乳糖不耐受关系的研究

目的研究婴幼儿腹泻乳糖不耐受的发生率;轮状病毒肠炎与乳糖不耐受的的关系;婴幼儿腹泻去乳糖饮食的疗效。方法采用醋酸铅法检测粪便乳糖的含量。应用ELISA双抗体夹心法测定粪便轮状病毒抗原抗。分组观察婴幼儿腹泻去乳糖饮食的疗效。结果婴幼儿腹泻乳糖不耐受的发生率为62.5%。其中<1岁乳糖不耐受的发生率为70.59%;>1岁乳糖不耐受的发生率为42.86%,0.010.05。婴幼儿腹泻乳糖不耐受去乳糖饮食有效率93.33%;对照组有效率53.33%,P<0.01。结论(1)婴幼儿腹泻时乳糖不耐受发生率高达62.5%;(2)RV肠炎时可合并继发性乳糖不耐受,继发性乳糖不耐受可能加重腹泻症状,是使腹泻时间延长的重要原因;(3)婴幼儿腹泻时乳糖不耐受给去乳糖饮食疗效肯定。     

乳酸菌治疗乳糖不耐受症的研究进展

乳糖不耐受与人体健康尤其是婴儿期的营养密切相关,该病症主要影响人体对乳糖的消化吸收。乳酸菌作为有效的微生态制剂,已被广泛应用于医药卫生、营养保健、食品工业等领域。近年研究发现,含乳酸菌的微生态制剂在治疗乳糖不耐受症方面具有明显疗效。本文综述了乳糖不耐受症的发病机制及分型、乳酸菌治疗乳糖不耐受症的研究进展。     

乳糖诱导的重组人血管内皮抑素(rhEndostatin)蛋白的表达

研究用乳糖替代IPTG作为诱导剂进行重组蛋白的表达,观察乳糖对乳糖操纵子调控的基因工程菌发酵及重组血管内皮抑素表达的影响,从而选取最佳诱导表达条件。以重组人血管内皮抑素表达工程菌pETrhEN/BL21(DE3)作为研究对象,分别用IPTG和乳糖作为诱导剂,在摇瓶中进行表达实验。并对重组蛋白质表达量进行分析。然后在5 L发酵罐中进行验证。在摇瓶培养条件下,乳糖浓度大于0.5 g/L即可以诱导目的蛋白的表达。乳糖浓度1 g/L时诱导目的蛋白表达量与1 mmol/L的IPTG相当,当乳糖浓度为10 g/L,目的蛋白表达量达到最大。在发酵罐培养条件下,补料4 h后葡萄糖浓度基本耗尽,此时开始加入乳糖。诱导后1 h,即有重组蛋白表达,在诱导后4 h达到高峰(占菌体可溶性蛋白的56%),与此同时,诱导后5 h菌体浓度也达到最高值。在以乳糖操纵子为调控手段的工程菌表达系统中,可以使用乳糖作为诱导剂,诱导应在葡萄糖消耗完后进行。     

乳糖操纵子介导的半乳糖苷酶在转基因动物中的应用前景

细菌的乳糖操纵子可以在哺乳动物中调控基因的表达,修饰阻抑物基因和操纵基因可调控阻抑物诱导能力及其对操纵基因的亲和力,更好的适应高等动物的内环境。半乳糖苷酶对乳糖操纵子系统有正向调控作用,利用乳糖操纵子在转基因动物中可诱导性调控半乳糖苷酶基因的表达,能有效的提高转基因动物利用半乳糖苷、吸收营养物质的能力。以下从乳糖操纵子的结构功能、乳糖阻抑物功能活性的基因调控、操纵基因的功能以及其在哺乳动物的应用现状四个方面,结合半乳糖苷酶的生理功能和其在转基因动物中应用两个方面进行综述,对乳糖操纵子介导的半乳糖苷酶在转基因动物中的应用效果和前景进行了分析探讨。     

乳糖替代IPTG诱导脱色酶TpmD基因在大肠杆菌中的高效表达

本文考察了乳糖代替IPTG诱导三苯基甲烷类染料脱色酶TpmD在大肠杆菌BL21(DE3)中表达的可行性, 分别对用乳糖作为诱导剂时的诱导时机、乳糖浓度、诱导持续时间和添加方式进行优化并与IPTG诱导的差异等方面进行了比较分析, 确定了乳糖诱导的最佳条件。结果表明, 在工程菌对数生长中期(OD600约为0.8)添加终浓度为0.4 mmol/L的乳糖诱导6 h的条件下能获得最大量的目的蛋白和菌体量。由于乳糖可以作为碳源被菌体利用, 分批添加乳糖效果优于一次性添加。乳糖诱导条件下目的蛋白表达量占总蛋白的35.62%, 与IPTG诱导条件下的35.03%无明显差异。乳糖诱导后外源蛋白的表达时间有所滞后, 但收获的菌体量高于IPTG诱导, 显示出了乳糖同样是一种T7启动子的廉价高效诱导剂, 可以代替昂贵的IPTG用于脱色酶TpmD的规模化发酵, 同时也为其他重组蛋白的生产提供了有益的参考和借鉴。     

表达 lac 和 glk 基因的蓝藻的异养生长

将来自Brucella abortu的葡萄糖激酶基因glk和大肠杆菌乳糖操纵子基因lacZYA装置于蓝藻glnA启动子下游,以广宿主质粒导入3种蓝藻。基因的表达通过β-半乳糖苷酶和葡糖激酶活性测定得到确证。基因工程藻株均获得了利用乳糖异养生长的能力。集胞藻6803转基因株可在光照加DCMU的条件下利用乳糖生长,而鱼腥藻转基因株依赖乳糖可在完全黑暗条件下生长,并可在黑暗或加DCMU条件下诱导产生异形胞。     

乳糖诱导丙酮酸羧化酶基因在大肠杆菌中的表达及对丁二酸产量的影响

大肠杆菌DC1515是敲除葡萄糖磷酸转移酶(ptsG)、乳酸脱氢酶(ldhA)、丙酮酸甲酸裂解酶(pflA)基因的菌株,具有发酵生产丁二酸的潜力。为进一步提高菌株DC1515的丁二酸生产能力,将枯草芽孢杆菌丙酮酸羧化酶(pyc)基因转入其中。用乳糖代替IPTG诱导pyc表达,确定了最佳乳糖加入时间、乳糖浓度及诱导温度。在此基础上,考察了补加乳糖对丁二酸产量的影响。结果表明:由于ptsG基因缺失,当培养基中葡萄糖浓度达到15g/L时,乳糖诱导作用并不受葡萄糖抑制。优化诱导条件后,pyc过表达菌株的丁二酸产量达15.17g/L,为对照菌株的1.78倍。间歇补加乳糖2次至浓度为1g/L,丁二酸产量可进一步增至17.54g/L。研究结果为以葡萄糖为底物生产丁二酸的过程中乳糖诱导外源基因在大肠杆菌中的表达奠定了基础。乳糖诱导降低了成本,有利于实现丁二酸发酵生产的工业化。     

乳糖代替IPTG诱导重组人胸腺肽α1在大肠杆菌中的表达

研究以乳糖代替IPTG作为诱导剂诱导重组人胸腺肽α1表达的可行性,对乳糖诱导的时机、乳糖浓度、诱导持续时间以及其它诱导条件进行研究,确定了乳糖诱导的最佳条件。结果表明,乳糖能有效地诱导重组人胸腺肽α1的表达,并且目的蛋白的表达量略高于IPTG的诱导量。     

碳源对K.fragilis LFS-8611β-D-半乳糖苷酶合成的影响

探讨了碳源对脆壁克鲁维酵母(Kluyveromyces fragilis)LFS-8611生长、β-D-半乳糖苷酶合成的影响及碳源对该酶合成的诱导作用。脆壁克鲁维酵母(K,fragilis)LFS-8611生长与β-D-半乳糖苷酶合成同步。该菌株生长和产酶的最适碳源为半乳糖,乳糖次之。菌体生物量和酶活力随着培养基中乳糖浓度的增加而增加,乳糖浓度为12mg／mL,菌体生物量和酶活力达到峰值,分别为5．84g／L、19,12U／mL。半乳糖和乳糖对β-D-半乳糖苷酶合成具有诱导作用。诱导物浓度对β-D-半乳糖苷酶的诱导合成有较大影响。半乳糖诱导以山梨醇为碳源预培养的K．fragilis LFS-8611细胞合成β-D-半乳糖苷酶的最适浓度为10mg／mL。     

微生物源α-半乳糖苷酶的研究进展

介绍了微生物源α-半乳糖苷酶的生理生化特性、合成调控机制的研究进展情况及其在食品、饲料、医药工业等领域的一些应用。Α-半乳糖苷酶均是糖蛋白,不同来源的α-半乳糖苷酶的作用基质特异性差别较大,作用基质特异性差别是由蛋白质部分N-末端氨基酸序列决定的。不同微生物来源的α-半乳糖苷酶其最佳作用条件、pH稳定性及耐热性差异较大。微生物α-半乳糖苷酶是一种诱导酶,其合成受多个基因的调控,高浓度的葡萄糖能抑制其合成。     

β-半乳糖苷酶的筛选、克隆表达、酶学性质及其酶法合成低聚半乳糖

采用人工底物邻硝基苯酚-β-D-半乳糖苷(o NPG)为筛选标记,从耐有机溶剂微生物菌库中,筛选出具有较高水解活性的β-半乳糖苷酶产生菌,再以乳糖为底物考察菌株低聚半乳糖的合成性能,筛选得到1株产β-半乳糖苷酶的Erwinia billingiae WX1。根据Gen Bank中相同属种的基因组序列推测β-半乳糖苷酶基因,克隆得到β-半乳糖苷酶基因gal,并在大肠杆菌中实现了来源于Erwinia billingiae菌β-半乳糖苷酶的克隆表达。该基因的开放阅读框(ORF)为1 428 bp,编码475个氨基酸,理论相对分子质量为5.2×104。镍柱法分离纯化得到电泳纯的β-半乳糖苷酶GAL,其酶学性质研究表明最适催化温度55℃,最适p H 7.0;Mg~(2+)、Mn~(2+)对该酶起较强促进作用,EDTA对该酶抑制作用较强。利用β-半乳糖苷酶GAL的转糖基作用,以乳糖为底物合成低聚半乳糖,初步优化的反应条件:底物乳糖质量浓度400 g/L,每克乳糖添加酶量1.0 U,在40℃反应16 h后,低聚半乳糖合成率达到34%(质量分数),显示了较好的开发前景。