利用赭曲霉NG1203羟基化齐墩果酸的研究

考察了利用赭曲霉Aspergillus ochraceusNG1203进行C11α-羟基化齐墩果酸生化反应的条件。得出了菌株摇瓶培养最佳培养基配方(g.L-1):葡萄糖20,玉米浆25,酵母膏3,K2HPO41.5,pH 6.0。菌株培养20 h,加入2 mg.L-1的齐墩果酸利于诱导羟基化酶的产生。菌株在28℃下以150 r.min-1振荡培养24 h,加入底物的乙醇溶液,使转化液中齐墩果酸的初始质量浓度达100 mg.L-1,转化液中乙醇体积分数最终达3%。经96 h转化,齐墩果酸转化率可达到10.12%。通过HPLC1、H NMR和13C NMR分析,结果表明产物为C11α-羟基齐墩果酸。     

有机溶剂对黑根霉甾体11α-羟基化的影响

考察了有机溶剂对黑根霉甾体11α-羟基化反应中转化底物16α,17α-环氧孕甾酮生成11 α, 16α,17α-环氧孕甾酮的转化率和细胞色素P450酶浓度的影响.向培养28 h的培养液中添加终浓度0.035 mol/L的丙酮和1.75 g/L的底物,继续转化48 h.与未添加丙酮相比,添加丙酮后的底物转化率和细胞色素P450酶表达量分别提高了6.8%和30%.说明丙酮添加可明显提高黑根霉甾体11α-羟基化能力和细胞色素P450酶的表达.     

微生物合成11α-羟基-16α,17α-环氧孕酮的动力学

对耐温黑根霉菌丝体催化16α,17-α-氧孕酮生成11α-羟基-16α,17α-环氧孕酮的反应体系进行了研究,考察了不同反应时间、不同菌体量和底物质量浓度对11α-羟化反应的影响,建立了相应的动力学模型,其方程为r=0.031Sr/1.05＋Sr。结果表明：提高菌体质量浓度有利于提高反应速率;底物浓度与反应初速率的关系与米氏方程相似。     

新月弯孢霉原生质体的形成与11β—羟基化反应

研究了新月弯孢霉原生质体形成的条件以及 1 1 β-羟基化反应。将培养 1 6～ 1 8h的菌体 ,以0 .6mol/LKCl作为渗透压稳定剂 ,3 0℃下 ,经过 1 %溶壁酶和 1 %纤维素酶混合酶液 ( pH5.6)酶解 4～ 5h ,原生质体释放量达 6.1 1× 1 0 6/ml,再生率为 1 3 .1 %。原生质体细胞具有 1 1 β -羟基化反应的能力 ,氢化可的松转化率为 4 4.4 4%。     

甾体微生物转化C11β-羟基化的研究进展

C11β-羟基化是甾体微生物转化中难以实现的一步反应。对甾体C11β-羟基化的机理及部分生理生化问题进行了讨论,对蓝色犁头霉和新月弯孢霉催化转化甾体C11β-羟基化的应用研究特点及其催化转化反应产物氢化可的松的工业生产现状及相关问题进行了评述,并对此技术开发前景进行了预测。     

新月弯孢霉AS 3.4381对新型甾体底物C11β-羟基化

应用本实验室保藏的新月弯孢霉Curvularia lunataAS 3.4381对新型甾体化合物(Ⅰ)(16α,17β-二甲基-17-丙酰基雄甾-1,4-二烯-3-酮)作为底物进行生物转化C11β-羟基化反应的研究。实验研究结果表明,采用Ⅱ级发酵的工艺,收获新月弯孢霉菌丝体作为生物催化剂,在磷酸缓冲液介质体系中,对化合物Ⅰ的C11位实现β羟基化,生成皮质激素药物。测试数据TLC,MS,IR及1H NMR证明了该产物的化学结构,表明生物转化产物为C11β-羟基-16α,17β-二甲基-17-丙酰基雄甾-1,4-二烯-3-酮。     

以甘油为唯一碳源的氧化葡糖杆菌适应性驯化及催化合成米格列醇中间体6NSL

氧化葡糖杆菌(Gluconobacter oxydans)来源的山梨醇脱氢酶可催化N-羟乙基葡萄糖胺合成6-脱氧-6-氨基(N-羟乙基)-α-L-呋喃山梨糖,即合成降血糖药物米格列醇的关键中间体。本文采用适应性驯化策略,以甘油为唯一碳源,通过40 g/L、60 g/L、80 g/L和100 g/L甘油梯度连续传代培养,筛选获得了一株以甘油为碳源的高活力菌株G.oxydans A-3-D,扫描电镜结果表明该细胞表面褶皱较原始菌株有显著增加。在80 g/L甘油培养基摇瓶培养24 h后,菌体浓度为4.58 g DCW/L,山梨醇脱氢酶的发酵体积酶活与比酶活分别为原始菌株G.oxydans ZJB-605的1.3倍及1.5倍。此外,在摇瓶培养条件下对影响催化反应进程的关键因素进行了考查,结果表明在摇瓶体系中,G.oxydans A-3-D的最适催化反应条件为80.0 g/L底物、2.0 g DCW/L菌体细胞、20 mmol/L Mg~(2+)浓度,15℃反应48 h后底物转化率达到90.8%,6NSL累积浓度为72.6 g/L,较G.oxydans ZJB-605有显著提升。     

α-酮戊二酸依赖型双加氧酶催化特性及反应耦联辅因子对其催化羟基化反应的影响

【目的】以重组大肠杆菌表达的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)L-异亮氨酸双加氧酶(L-isoleucine dioxygenase,IDO)为研究对象,考察其催化L-异亮氨酸(L-Ile)羟基化反应的影响因素,构建IDO催化合成羟基氨基酸的反应体系。【方法】通过Ni-NTA亲和层析法从重组大肠杆菌(Escherichia coli)BL21/p ET28a-ido中纯化获得重组IDO,以L-Ile为底物,考察重组IDO催化羟基化反应的影响因素,并进一步针对耦联反应优化α-酮戊二酸(α-KG)在重组IDO酶促转化体系中的添加浓度。【结果】基于重组IDO催化L-Ile羟基化的活性测定,计算该酶Km为0.247 mmol/L,kcat为1.260 s-1,kcat/Km为5.101 L/(mmol·s),与其他同源酶动力学参数比较分析表明,重组IDO的底物亲和性及催化效率较高。重组IDO催化反应的最适温度为20°C、最适p H为7.0;在35°C以下较为稳定;反应体系中Fe2+最适浓度为1 mmol/L。重组IDO可催化不同L-氨基酸反应,对L-异亮氨酸、L-正亮氨酸、L-甲硫氨酸的活性较高。通过优化α-KG浓度,反应体系中添加30 mmol/Lα-KG时,可将底物浓度提高至70 mmol/L,产物4-羟基异亮氨酸(4-HIL)的摩尔产率达66.20%,表明α-KG作为反应耦联辅因子,其浓度对重组IDO催化L-Ile羟基化具有显著影响。【结论】重组IDO的底物亲和性、催化效率、最适催化条件、稳定性等基本性质有利于催化L-Ile羟基化反应。在其催化反应体系中,α-KG作为反应耦联辅因子,对酶促转化效果影响显著。研究结果为4-HIL及其他羟基氨基酸的酶促转化提供了研究基础。     

球形红杆菌积累聚β-羟基链烷酸(PHA)的研究

通过对球形红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)生长和积累聚卢-羟基链烷酸(PHA)条件的研究,确定采用两段培养法提高PHA的产量。第一阶段提供适合菌体生长的条件:以葡萄糖作碳源,尿素为氮源,光照微好氧培养。第二阶段则提供使菌体积累PHA的条件:补加乙酸钠厌氧光照培养。经两段培养后菌体PHA含量可占细胞干重的45％,PHA产量每升发酵液可达1.7g。     

外显子拼接法克隆紫杉烷2α-羟基化酶基因与生物信息学分析

紫杉烷2α-羟基化酶是形成紫杉醇核心骨架的羟基化反应关键酶之一,以taxusin作为底物进行氧化生成2α,7β-dihydroxytaxusin.利用蔓地亚红豆杉的总DNA为模板,采用PCR技术克隆出紫杉烷2α-羟基化酶的DNA序列,利用在线比对和生物学软件分析其内含子,采用外显子拼接法克隆出紫杉烷2α-羟基化酶基因的cDNA序列.测序结果表明该基因含有1个1 488 bp的开放阅读框,编码495个氨基酸的多肽;同源性比较分析结果表明,其碱基序列及氨基酸序列与已经报道的加拿大红豆杉的紫杉烷2α-羟基化酶基因的一致性为分别为98%和89%.利用SWISS-PROT、DNAMAN等生物信息学工具对其列进行了序列分析,为利用代谢工程的方法生产紫杉醇或其前体物质提供了分子基础.     

恶臭假单胞菌NA-1菌体培养转化和静息细胞转化联合工艺生产6-羟基烟酸研究

现有微生物羟基化烟酸采用的是静息细胞转化工艺。但研究揭示,恶臭假单胞菌NA-1(Pseudomonas putidaNA-1)在培养过程中不降解发酵液中由诱导剂烟酸转化形成的6-羟基烟酸,这是由于烟酸的存在抑制了羟基烟酸降解酶的作用,而不是因为细胞停止生长不利用羟基烟酸的缘故。因而尝试利用菌体诱导培养过程进行烟酸转化生产,建立了一种新的生产工艺,即菌体培养转化和静息细胞转化联合工艺。该工艺在恶臭假单胞菌NA-1培养过程中持续补充烟酸以维持1%(W/V)浓度,使烟酸被生长细胞转化为羟基化烟酸并在发酵液中线性积累,而不被进一步降解;培养转化结束后,发酵液中的静息细胞依然拥有很高的羟基化酶活力,能够再次用于转化反应。该联合转化工艺与传统的静息细胞转化工艺相比,不仅节约了诱导剂烟酸,而且6-羟基烟酸的产量提高了65%。     

球形红杆菌积累聚β-羟基链烷酸(PHA)的研究

通过对球形红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)生长和积累聚卢-羟基链烷酸(PHA)条件的研究,确定采用两段培养法提高PHA的产量。第一阶段提供适合菌体生长的条件:以葡萄糖作碳源,尿素为氮源,光照微好氧培养。第二阶段则提供使菌体积累PHA的条件:补加乙酸钠厌氧光照培养。经两段培养后菌体PHA含量可占细胞干重的45％,PHA产量每升发酵液可达1.7g。     

甾体C7-羟基化研究进展

生物羟基化被用作研究甾体代谢机制和制备羟基甾体的工具,许多真菌微生物菌具有甾体C7-羟基化能力,而C7-羟基甾体具有许多重要的生物活性。在分子水平上,人们已经发现了7α-羟基化酶及其基因。就以上几个方面做一简单综述,并对此领域的发展趋势进行展望。     

（S）-（-）-β-羟基苯丙酸乙酯的微生物法合成

采用酿酒酵母CGMCC No．2266菌体,不对称还原β-羰基苯丙酸乙酯制备光学纯（S）-（-）-β-羟基苯丙酸乙酯。结果表明：采用初始pH为8．0的液体发酵培养基培养的CGMCCNo．2266菌体经过50℃预热处理30min后用于生物转化获得的（S）-（-）-G-羟基苯丙酸乙酯对映体过剩值可以达到100％ee。确定了合成（S）-（-）-β-羟基苯丙酸乙酯的较佳转化条件为pH7．0,温度30℃,转化时间24h,底物浓度为3．63mmol／L,菌体用量为86g/L（干重／反应体积）。以10％葡萄糖为辅助底物,产率比不加辅助底物时提高了75．4％。在最佳转化条件下反应转化率及（S）-（-）-β-羟基苯丙酸乙酯对映体过剩值可分别达到98．4％和100％ee。     

静息细胞连续两批次生物催化生产氢化可的松

以新月弯孢霉（Curvularia lunata）的Ⅱ级培养18h的活菌丝作为C11β位羟基化生物催化剂,在选定的含有微粒结晶甾体底物（0．2％,质量分数）17α,21-二羟基孕甾-4-烯-3,20-二酮的磷酸缓冲液（0．05mol／L,pH6．0）介质体系中,在经过连续两批次约55h的转化反应,底物转化率可维持在较高水平,产物氢化可的松净收率可达60％;从菌丝回收的底物RS可再利用。此工艺提高了生物催化剂的利用率,具有工业应用价值。     

偶联羟化反应和辅酶再生体系产9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮

9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮(9-OH-AD)是一种重要的甾体药物中间体,可以用来制备β-甾酮,地塞米松和其他类固醇化合物。3-甾酮9α-羟基化酶(KSH)是由两个亚基即末端氧化亚基(KshA)和铁氧还蛋白还原亚基(KshB)构成的。在本研究中,人工合成了来源于分枝杆菌Mycobacterium sp.Strain VKM Ac-1817D的kshA和kshB基因,通过优化表达载体促进了KshA和KshB在E.coli BL21(DE3)中的可溶性表达,并探究了催化体系中KSH还原亚基和氧化亚基的最适添加比例。此外,KSH转化雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)为9-OH-AD的过程中需要辅酶NADH。本研究构建了羟基化反应与利用葡萄糖脱氢酶(GDH)的NADH辅酶再生反应的偶联体系。为了进一步提高转化效率,本研究进行了转化条件的优化,并采取了分批补料的策略,最终9-OH-AD产量为4.78 g/L,转化率为96.7%。此种酶介导的转化生产9-OH-AD的方法为甾体药物生产提供了一种环境友好和经济实用型的新策略。     

恒pH葡萄糖流加方法培养重组大肠杆菌生产人肿瘤坏死因子-α及其动力学研究

研究了一种新型的流加方法──恒pH流加葡萄糖法,用于培养重组大肠杆菌生产人肿瘤坏死因子-α。流加后培养液中菌体OD(600)达到9．0,是在LB培养基培养的15倍,而α-肿瘤坏死因子的比活保持（1．05±0．11）×105u/mg,并建立了菌体生长的动力学方程。     

培养条件对Bacillus pumilus转化油酸生产羟基脂肪酸的影响

利用一株Bacillus pumilus 突变株(简写为BP M-F641),在摇瓶条件下考察了碳源葡萄糖、底物油酸(OA)、亚油酸(LA)、种龄、溶氧和Mn2+ 离子对转化脂肪酸生成ω-1,2,3-羟基脂肪酸( 简写为ω-1,2,3-HFA) 的影响.试验了OA 添加时间对ω-1,2,3-HFA 产量和转化率的影响.结果表明,细胞生长最佳的葡萄糖浓度为8g/L ;OA 和LA 对菌株细胞生长有明显的抑制作用;培养菌龄对脂肪酸羟基化有明显的影响;溶氧变化对细胞生长有轻微的影响,但对ω-1,2,3-HHFA 的生成影响较大.在表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)或吐温-80 存在下,能增加油酸的消耗量,但ω-1,2,3-HFA 的生成并没有增加,表明阴离子和非离子表面活性剂不能改进羟基化反应的能力;Mn2+ 是细胞生长和HFA 形成的一个重要影响因素,Mn2+ 浓度为0.2g/L 时细胞生长和HFA 形成最佳.这些研究结果对进一步改进脂肪酸微生物转化生产HFA 策略的运用具有重要作用.     

甾体C11β—羟基生物转化菌株新月弯孢霉的筛选和鉴定

文章对甾体C11β－羟某化生物转化菌株－新月弯孢霉的生长和生物转化特征进行了研究。经过反复筛选,最终选出了一株氧化可的松转化率达30％的最优菌株。文中描述了新月弯孢霉菌体生长过程中,菌体干重与PH的变化情况,并通过正交实验确定了该菌株生长的最适培养基配方。经过研究,对新月弯孢霉菌株的生长和生物转化特性及其进行甾体C11β－羟基化生物转化过程有了初步的了解。     

球形红杆菌积累聚β-羟基链烷酸(PHA)的研究

通过对球形红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)生长和积累聚卢-羟基链烷酸(PHA)条件的研究,确定采用两段培养法提高PHA的产量。第一阶段提供适合菌体生长的条件:以葡萄糖作碳源,尿素为氮源,光照微好氧培养。第二阶段则提供使菌体积累PHA的条件:补加乙酸钠厌氧光照培养。经两段培养后菌体PHA含量可占细胞干重的45％,PHA产量每升发酵液可达1.7g。