华根霉产纤溶酶液体发酵条件的研究

研究了华根霉TCCC 41014产纤溶酶液态发酵的工艺条件,采用单因素实验对液态发酵培养基的碳源、氮源、初始pH值、温度和装液量进行了优化.结果表明,实验范围内华根霉TCCC41014液态发酵产纤溶酶的适宜培养基组成(g桙L):糊精80,蛋白胨60,豆粕60,初始pH为4.5.适宜培养条件:培养温度为29℃,装液量为5...     

华根霉液态培养生产脂肪酶不同形态菌体的转录组差异分析

【背景】作为发酵工业中一类重要的生产菌株,丝状真菌目的产物的形成与菌体形态有着紧密的联系。华根霉(Rhizopus chinensis)CCTCC M201021是从我国传统酿造浓香型白酒大曲中筛选到的一株丝状真菌,其生成的包括脂肪酶在内的酶蛋白具有较高的工业应用价值。【目的】华根霉(Rhizopus chinensis)CCTCC M201021在脂肪酶液态发酵中形成两种不同形态菌体,发酵表现差异明显。本研究考察华根霉不同菌体形态及其细胞代谢在转录组水平的内在差异。【方法】基于RNA-Seq高通量转录组测序,分别对液态培养获得的不同形态华根霉菌体高表达和显著差异表达的转录基因进行功能分析。【结果】两种形态菌体转录组存在明显的差异。利用RPKM值对表达量最高的前20个基因进行分析,聚集态菌体高表达基因主要为不同类别的核糖体蛋白,而分散态菌体中与细胞形态相关的几丁质酶及与信号传导相关的基因也是高表达基因。在两种形态菌体显著差异表达的20个基因中,除了涉及代谢的基因有明显不同外,分散态菌体中也有一些涉及"细胞过程与信号"的基因上调表达显著。两种形态菌体中独有表达基因总体表达量均较低,但聚集态菌体独有表达基因在基因种类和表达量上都要明显高于分散态菌体。同时,转录分析表明,华根霉脂肪酶在聚集菌体中较高的生产水平与脂肪酶基因的高水平转录有关。【结论】菌体形态的差异显著影响了华根霉的转录组,不仅不同形态菌体高表达基因和显著差异表达基因有明显不同,而且功能相同的蛋白在不同菌体形态下也多是由不同基因表达,它们可能承担着不同的作用。总体而言,华根霉聚集态菌体中存在更为复杂的生理过程,而分散菌体中受到信号的传导和调控似乎更多。菌体形态的改变可能是细胞分化的结果,伴随着菌体对细胞微环境改变的一种响应。研究结果为深入了解丝状真菌形态分化的内在机制及其影响提供了一些线索。     

影响深红酵母和白地霉产生胞外蛋白和多肽的因素

采用白地霉2.498-47在以蛋白胨为氮源发酵时,只在开始pH3.2左右产生胞外蛋白,NH_4~+则无此限制,还有助于胞外多肽的产生。深红酵母2.280胞外蛋白的最大产率约在pH5.8;尿素作唯一氮源效果最好,与蛋白胨合并使用,可产胞外蛋白约800μg/ml。酵母膏对生长和产胞外蛋白很必要,不能用玉米浆和麦芽汁代替。用0.05N NaOH浸洗不同pH和氮源所培养的细胞都能浸出胞内蛋白,接近400μg/ml。发酵产生胞外蛋白自一日后开始,至二日接近最大量,以后逐渐减少。多肽产生起自第二日,五日未达到最大量。两株酵母菌都不表现蛋白酶活性,因此这个现象还不能解释。     

竹黄产胞外多糖液态培养条件优化

目的:优化竹黄Shiraia sp. SUPER-H168产胞外多糖的液态培 养基组成和发酵条件.方法:通过单因素和正交试验优化培养基组成和发酵条件,在65L气升式发酵罐中进行验证试验.结果:经分析确定最佳培 养基组成为(g/L)葡萄糖40,玉米浆粉3,KH2PO4 1,MgSO4*7H2O 0.05;最佳发酵条件为起始pH 6.0,温度30℃,装液量75mL/250mL,接种量10%(v/v).在此条件下,摇瓶中 生物量及多糖分别达到11.7g/L和1.12g/L,验证试验中分别可达到12.1g/L和1.35g/L.结论:放大试验结果优于摇瓶水平,实验数据对生产有一定指导作用.     

适用于黄麻根部蛋白质组学分析的双向电泳技术

以黄麻品种'9511'幼苗为试验材料,研究其根部蛋白提取方法的得率及不同的蛋白样品溶解方法、电泳上样量和IPG胶条pH范围对双向电泳图谱的影响.结果表明:采用三氯乙酸(TCA)/丙酮沉淀法提取黄麻根部蛋白质,蛋白得率为80 mg/g;蛋白粉末溶解采用两次水化法,裂解液中含有7 mol/L尿素、2 mol/L硫脲、4% CHAPS、65 mmol/L DTT、0.2%载体两性电解质和1 mmol/L PMSF,能够较充分地溶解蛋白质,且制备的样品浓度能够满足双向电泳上样要求;上样量为400 μg时得到的图谱分辨率高、蛋白斑点分布均匀、清晰;等电聚焦(Isoelectrofocusing,IEF)采用pH 4～7、17 cm的IPG胶条时所得图谱质量最佳.研究表明,样品的制备及IEF有效除盐对获得理想的2-DE图谱非常关键;取材、染色等细节对2-DE的重复性影响很大.     

胞外DNA的研究进展

胞外DNA(extracellular occurring DNA,eoDNA)是一种独立于细胞外的DNA,广泛存在于体液中。研究发现,eoDNA的浓度水平及其特异基因的改变能很好地反映疾病的发生和发展。随着生物技术的发展,eoDNA易获得、微创伤、预测早等优点引起了许多学者的关注,使得eoDNA成为非入侵疾病检测生物标记中的一颗新星。相对于健康人,肿瘤患者体内eoDNA浓度明显升高,这一特征已被研究者广泛验证,同时,研究还发现肿瘤患者eoDNA部分起源于肿瘤组织细胞,且这些DNA与肿瘤组织基因组有着相似的分子特征。这些研究成果为eoDNA取代肿瘤组织早期微创诊断肿瘤发生提供了理论基础。此外,在产检方面,从母体血浆中获取胎儿eoDNA并用以观察胎儿健康情况也日益得到学者关注。该文从eoDNA研究背景出发就其作为肿瘤诊断、预后以及产检生物标记的可能性及应用作一简单综述,并展望了eoDNA在临床疾病诊断的应用前景。     

大球盖菇产胞外多糖液体优化培养条件初探

以菌丝生物量及胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)含量为指标对大球盖菇产胞外多糖液体培养基组成和发酵条件进行了优化。结果表明,最适碳源是麦芽糖,最适氮源是酵母膏,正交试验确定最佳培养基组成为马铃薯150 g/L,麦芽糖20 g/L,酵母膏1 g/L,KH2PO41 g/L,MgSO4.7H2O 2.5 g/L。最佳发酵条件为28℃,摇床转速160 r/min,起始pH值6.5,装液量100 mL/250 mL、接种量10%,发酵时间6 d。在此条件下,大球盖菇菌丝生物量及EPS含量分别比对照增加了31.8%和51.6%。     

胞外和胞内菌胞外囊泡的功能及应用

细胞外囊泡(Extracellular Vesicles,EVs)是从细胞膜上脱落或者分泌的双层膜结构的囊泡状小体.真核生物、细菌、古细菌和支原体等具有细胞结构的生物均能够释放EVs.细菌分泌的EVs含有DNA、RNA及蛋白质等多种成分,其在细菌毒力保持、免疫逃逸、细菌间物质运输、宿主细胞免疫调节、宿主转录基因调节、耐...     

十字花科黑腐病菌全局转录后调控蛋白RsmA抑制胞外蛋白酶产生

胞外蛋白酶、胞外淀粉酶和胞外纤维素酶是十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)的重要致病因子,它们的表达受到严格的调控。本实验室之前的研究发现,在Xcc8004菌株中,编码全局转录后调控蛋白RsmA的基因rsmA缺失导致胞外淀粉酶和胞外纤维素酶产量显著下降,但不影响胞外蛋白酶的产量。因此认为,RsmA正向调控胞外淀粉酶和胞外纤维素酶的产生,而不调控胞外蛋白酶的产生。为了进一步明确RsmA是否参与胞外蛋白酶的表达调控,本研究构建了rsmA的过量表达株OErsmA,检测了其胞外蛋白酶产量,并和带有空的过表达载体的野生型菌株(WT/pB)的胞外蛋白酶产量进行了比较。结果发现,OErsmA的胞外蛋白酶产量比WT/pB的显著下降,证明RsmA具有抑制胞外蛋白酶产生的功能。Northern杂交结果显示,主胞外蛋白酶基因prtA的mRNA积累量在OErsmA和WT/pB中没有明显差异。而凝胶阻滞实验(electrophoretic mobility shift assay, EMSA)结果显示,(His)₆-RsmA能...     

非生物胁迫对烟草悬浮细胞胞内和胞外ATP水平的影响

以烟草悬浮细胞BY-2(Nicotiana tabacum ‘Bright Yellow-2’)为材料,研究了NaCl、PEG(6000)、低温3种非生物胁迫对细胞内ATP(intracellular ATP,iATP)和细胞外ATP(extracellular ATP,eATP)水平的影响。结果显示：50～200 mmol·L^-1 NaCl处理导致烟草悬浮细胞膜通透性显著增加(P<0.05),100和200 mmol·L^-1 NaCl处理时iATP和eATP水平显著降低(P<0.05)。随着PEG质量浓度的增加(50、100、200 g·L^-1),烟草悬浮细胞膜通透性和eATP水平逐渐增加,其中在200 g·L^-1 PEG处理时eATP水平显著增加至对照的3.4倍(P<0.05),而iATP水平则在200 g·L^-1 PEG处理时显著降低至对照的0.5倍(P<0.05)。0～10℃低温处理后,烟草悬浮细胞膜通透性和iATP水平呈不同程度增加,其中0℃处...     

华根霉合成活性脂肪酶液态发酵菌体形态调控的研究

华根霉(CCTCC M201021)膜结合脂肪酶在非水相中具有突出的催化酯合成的能力,在生物香料、生物柴油生产等工业应用中具有良好的前景.与许多丝状真茵形态影响其初级及次级代谢产物的生产相类似,华根霉在液态发酵中也会形成不同的茵体形态,显著影响合成活性膜结合脂肪酶的发酵水平.本研究以华根霉菌体形态及脂肪酶合成活性为指标...     

Lipase production and Penicillium simplicissimum morphology in solid-state and submerged fermentations

A comparative study of Penicillium simplicissimum morphology and lipase production was performed using solid-state (SSF) and submerged (SmF) fermentation. SSF was carried out on babassu cake as culture medium and SmF on a semi-synthetic medium and a medium based on suspended babassu cake grains. Yield of product on biomass, specific activity and conidia production were 3.3-, 1.3- and 2-fold higher in SSF. In SmF, the type of fungus growth differed according to the medium. Using the semi-synthetic medium, the fungus formed densely interwoven mycelial masses without conidia production, whereas using the babassu-based medium the fungus formed free mycelia and adhered to the surfaces of the grains, producing conidia. The results show that babassu cake induces conidiation in SmF. In SSF, the fungus not only grew on the surface of the grains, producing conidia abundantly, but also effectively colonized and penetrated the babassu particles. The high conidia production and lipase productivity in SSF may be related to the low availability of nutrients or to other stimuli associated with this type of fermentation. Thus, the high production of the thermostable P. simplicissimum lipase, using a non-supplemented, low-cost agro-industrial residue as the culture medium, demonstrates the biotechnological potential of SSF for the production of industrial enzymes.     

固液态发酵中橄榄油对Rhizopus chinensis全细胞脂肪酶的影响

主要对华根霉全细胞脂肪酶固态和液态两种发酵过程进行比较,并着重探讨不同培养方式下橄榄油对其合成活力和水解活力的影响。结果表明：液态培养较有利于菌体生长,对脂肪酶的生产也有一定的促进作用。橄榄油的加入不仅有利于菌体生长、提高脂肪酶水解活力,更可使脂肪酶的合成活力显著增加,液态发酵下的效果更为明显。橄榄油在整个发酵过程中可能既作为碳源又是脂肪酶的诱导物。另外,全细胞脂肪酶的水解活力和合成活力在固液态发酵条件下均存在不对应性,表明华根霉可能产性质不同的脂肪酶同功酶。     

酿酒酵母FFC2146 胞内蛋白及胞外蛋白双向电泳条件优化及图谱建立

通过对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的培养基、培养条件及蛋白质提取方案的优化,建立了酿酒酵母胞外和胞内蛋白双向电泳图谱制作方法。在YNB培养基中培养20 h,经过离心取上清-超滤-冻干可得到酿酒酵母胞外蛋白质样品;用SDS缓冲液悬浮酵母细胞-煮沸-超声-增溶,得到了酿酒酵母胞内蛋白质样品。经过双向电泳分离、硝酸银染色和PDQuest图像分析可以检测到了200多种酿酒酵母胞外蛋白和500多种酿酒酵母胞内蛋白。     

Bacillus subtilis自然感受态缺陷株蛋白质表达谱的初步分析

利用蛋白质双向电泳对枯草芽孢杆菌自然感受态缺陷突变株BR151pm感受态形成期的全细胞蛋白质进行比较分析,发现有28个蛋白质斑点出现变化。利用基质辅助激光解析/电离串联飞行时间质谱对其巾2个明显缺失的蛋白斑点进行分析鉴定,确定这2个蛋白质分别为直接参与自然感受态形成的Nin蛋白和RecA蛋白,进一步确证了BR151pm为自然感受态缺陷突变株。     

The extracellular proteome of Bacillus licheniformis grown in different media and under different nutrient starvation conditions

The now finished genome sequence of Bacillus licheniformis DSM 13 allows the prediction of the genes involved in protein secretion into the extracellular environment as well as the prediction of the proteins which are translocated. From the sequence 296 proteins were predicted to contain an N-terminal signal peptide directing most of them to the Sec system, the main transport system in Gram-positive bacteria. Using 2-DE the extracellular proteome of B. licheniformis grown in different media was studied. From the approximately 200 spots visible on the gels, 89 were identified that either contain an N-terminal signal sequence or are known to be secreted by other mechanisms than the Sec pathway. The extracellular proteome of B. licheniformis includes proteins from different functional classes, like enzymes for the degradation of various macromolecules, proteins involved in cell wall turnover, flagellum- and phage-related proteins and some proteins of yet unknown function. Protein secretion is highest during stationary growth phase. Furthermore, cells grown in complex medium secrete considerably higher protein amounts than cells grown in minimal medium. Limitation of phosphate, carbon and nitrogen sources results in the secretion of specific proteins that may be involved in counteracting the starvation.     

Mapping and comprehensive analysis of the extracellular and cell surface proteome of the human pathogen Corynebacterium diphtheriae

Secreted proteins of the human pathogen Corynebacterium diphtheriae might be involved in important pathogen-host cell interactions. Here, we present the first systematic reference map of the extracellular and cell surface proteome fractions of the type strain C. diphtheriae C7s(-)tox-. The analysis window of 2-DE covered the pI range from 3 to 10 along with a MW range from 8 to 150 kDa. Computational analysis of the 2-D gels detected almost 150 protein spots in the extracellular proteome fraction and about 80 protein spots of the cell surface proteome. MALDI-TOF-MS and PMF with trypsin unambiguously identified 107 extracellular protein spots and 53 protein spots of the cell surface, representing in total 85 different proteins of C. diphtheriae C7s(-)tox-. Several of the identified proteins are encoded by pathogenicity islands and might represent virulence factors of C. diphtheriae. Additionally, four solute-binding proteins (HmuT, Irp6A, CiuA, and FrgD) of different iron ABC transporters were identified, with the hitherto uncharacterized FrgD protein being the most abundant one of the cell surface proteome of C. diphtheriae C7s(-)tox-.     

D190V点突变提高华根霉Rhizopus chinensis CCTCC M201021脂肪酶的最适温度和热稳定性

【目的】对来源于Rhizopus chinensis CCTCC M201021的脂肪酶进行了D190V定点突变, 提高该酶的最适温度和热稳定性。【方法】对毕赤酵母表达的突变酶D190V与野生型酶r27RCL进行酶学性质比较。【结果】D190V的最适温度比r27RCL高5 °C, 65 °C下的半衰期提高了一倍, 在其他性质方面, 突变酶D190V与r27RCL基本相似。【结论】通过结构分析表明, 定点突变D190V提高该酶稳定性的主要原因可能在于提高了突变位点所在的α螺旋的稳定性以及增强了稳定蛋白质结构的氢键作用力。     

小麦根蛋白提取与双向电泳方法的优化与应用

为了建立一套适合小麦根蛋白质组分析的双向电泳系统（2-DE）,得到更加清晰的电泳图谱,本研究以小麦幼苗根系为材料,对根蛋白的提取方法、上样量等进行了优化。研究发现,上样量为1200μg时,Trizol抽提法提取的蛋白能够获得图像清晰、分辨率高、重复性好的双向电泳图谱,基本满足小麦根系蛋白质组学的分析和研究。