酿酒酵母中高效积累β-胡萝卜素的代谢途径构建

β-胡萝卜素是一种橘黄色的脂溶性色素，属于类胡萝卜素家族，基于其丰富的生物学活性，在食品、医药、化妆品等领域具有广泛的应用。国内外对β-胡萝卜素市场需求量巨大，特别是天然来源的β-胡萝卜素具有广阔的市场前景，建立适合天然β-胡萝卜素生产的微生物细胞工厂显得尤为重要。本研究利用基因工程手段克隆了β-胡萝卜素生物合成途径中的三个基因，分别是来源于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的香叶基香叶基焦磷酸合成酶基因(ScBTS1)、红法夫酵母(Xanthophyllomyces dendrorhous)的八氢番茄红素脱氢酶基因(XdCrtI)以及同时具有八氢番茄红素合成酶和番茄红素环化酶的双功能酶基因(XdCrtYB),构建组成型表达载体pYES2-Kan-CrtI-CrtYB-BTS1,并转化至酿酒酵母MKP-o中，最终筛选获得能够生产β-胡萝卜素的酿酒酵母基因工程菌株。结果显示，此工程菌摇瓶产量达到14.53 mg/g细胞干重(DCW)且发酵周期短，不仅可以稳定高效地积累β-胡萝卜素，同时发酵过程中无需添加诱导剂，有利于节约生产成本。因此，可以将其作为一株具有较高β...     

天然胡萝卜素开发利用状况和设想

近年来,胡萝卜素的药理作用研究日益深入,大量研究表明胡萝卜素是维生素A的重要来源,具有抗氧化、抗癌、抗辐射、增强免疫力等生理和药用价值。不同植物种类之间和品种之间存在显著差异,通过育种途径来提高植物中胡萝卜素的含量是可行的。提出了开发利用高胡萝卜素含量植物——茶树的设想。     

β-胡萝卜素的生物合成与发酵促进剂

本文论述了β－胡萝卜素的生物合成途径及某些发酵助剂对微生物产β－胡萝卜素的影响。据对甘些植物和真菌产生β－胡萝卜素的研究,认为β－胡萝卜素及相关类胡萝卜素是一类自己酰ＣＯＡ开始的次生代谢产物。通过大量的研究实例表明,添加合适的发酵促进剂是提高β－胡萝卜素产量和降低生产成本非常有效的工艺学途径。     

冷冻贮藏对西瓜组织中番茄红素稳定性的影响

Joumal of Agricultural and Food Chemistry 2003年51卷12期3582～3586页报道：番茄红素是一种类胡萝卜素，也是β-胡萝卜素的前体，但其抗氧化能力至少相当于β-胡萝卜素的两倍。一系列的流行病学研究证明，食用高番茄红素的食品可有益于健康。     

β-胡萝卜素提取方法、生理功能及应用研究进展

对β-胡萝卜素的提取方法、生理功能和应用领域进行综述,为β-胡萝卜素的研究和开发提供参考。     

粘性红圆酵母XJU-1产β-胡萝卜素的研究

目的:从粘性红圆酵母Rhodotorula mucilaginosaXJU-1中提取β-胡萝卜素并对其特性加以研究。方法:采用酸热法对发酵产物破壁,用丙酮∶石油醚(1∶1)萃取β-胡萝卜素,采用GB/T 5009.83-2003的HPLC方法测定β-胡萝卜素含量,以448nm波长的紫外分光光度吸收值计算出色素损失率来探讨β-胡萝卜素的稳定性。结果:该菌株在液体发酵培养基中生长72hβ-胡萝卜素含量高达389.2μg/g干重,经实验确定,葡萄糖是最有利于β-胡萝卜素生成的碳源;蛋白胨是生产β-胡萝卜素的最佳氮源。提取的β-胡萝卜素耐热性较好,需置于暗处保存。结论:该菌种β-胡萝卜素产率明显高于国内外已报道的,有很好的开发前景。     

蛋清破花粉壁的研究

花粉含有人类所需的各种营养成分,具有较高的营养和保健价值,因为花粉外壁含有油胡萝卜素和类胡萝卜素酯组成的物理,化学及酶稳定的花粉素,故影响对花粉的深加工,本文报道经长期研究的蛋清破花粉壁的方法,以微球菌（Ｍ．ｌｙ８ｓｏｄｅｉｋｔｉｃｕｓ）为对照,发现花粉外壁含有肽聚糖,不但为研究花粉破壁进行了提供了依据,而且能用于多种花粉产品的生产。     

红酵母发酵产生胡萝卜素的研究

胡萝卜素是一种重要的食用色素,是人体内代谢过程中维生素A的前体。研究表明胡萝卜素具有着色、增补营养及保健等功能,因此被广泛用作饮料、食品及饲料添加剂。从天然果实及蔬菜中提取胡萝卜素存在着成本高、工艺复杂及着色力差等缺点。而化学合成法生产胡萝卜素,尽管成本低,却因其活性低和毒性问题,在使用上受到一定限制。利用微生物发酵产生胡萝卜素可以克服上述缺点,用红酵母发酵产生胡萝卜素具有成本低、周期短、菌体无毒,并含有多种其它生物活性物质,因此具有广泛的实际应用前景。本研究对6株红酵母菌进行了发酵分析实验,从…     

β-胡萝卜素合成的代谢工程研究进展

β-胡萝卜素是自然界中最重要的商业化生产的植物色素之一,具有多种生理功能和生物活性。自上世纪60年代开始,随着系统生物学概念的提出以及对类胡萝卜素合成途径研究的不断深入,系统代谢工程在提高类胡萝卜素产量方面发挥了重要作用。文中在介绍β-胡萝卜素传统生产方法的基础上,重点介绍了如何运用系统代谢工程手段构建β-胡萝卜素高产菌株,并分析了进一步提高工程菌β-胡萝卜素产量所面临的主要问题及可能的解决方案,为β-胡萝卜素的高效生产提供了思路。     

β-胡萝卜素对阿魏蘑菌体形态及其产漆酶的影响

前期研究发现β-胡萝卜素为阿魏蘑和胶红酵母共培养过程中提高漆酶活性的关键因子。本文研究β-胡萝卜素的最佳添加量、添加时间和消耗情况,以及胶红酵母和β-胡萝卜素对阿魏蘑的形态的影响。结果表明,在阿魏蘑单培养中β-胡萝卜素的最佳添加量为10 mg(0.067%),最优添加时间为48 h,漆酶酶活达到7 083 U/L,为单培养的2.9倍。在形态研究中发现中小型菌球和粗糙型菌球都有利于产漆酶。结果显示通过添加β-胡萝卜素和控制阿魏蘑的菌体形态均可提高漆酶的产量,为漆酶的工业化生产提供了新的尝试和方法。     

细胞膜合成途径模块化调控与形态改造提高大肠杆菌β-胡萝卜素的积累与产量

β-胡萝卜素是类胡萝卜素家族中的典型代表,属于疏水性较强的化合物,前期研究表明,改变细胞膜形态以及增加3-磷酸甘油二酯的供给,均可容纳更多的β-胡萝卜素,从而提高其产量。然而在之前的研究中,没有对细胞膜的磷脂中主要组分磷脂酰乙醇胺的合成途径对β-胡萝卜素积累的影响进行系统的讨论。本研究将磷脂酰乙醇胺的合成途径分为上中下游3个模块,对它们的多种表达组合策略进行比较。首先过表达了上游模块1,菌株CAR016的β-胡萝卜素的产量与单位细胞的β-胡萝卜素产量均有显著提高,分别可达到44 mg/L以及13.7 mg/g DCW。与对照菌株相比,分别提高30.5%与35.6%。过表达磷脂酰乙醇胺合成的中游模块,β-胡萝卜素的产量以及单位细胞的β-胡萝卜素的产量分别为103.5 mg/L DCW与19.8 mg/g DCW。与对照菌株CAR016(pACYC184-M)相比,分别提高1.4倍与53.5%。将上游模块1与中游模块2共表达,菌株CAR016(pModule1,pModule2)单位细胞的β-胡萝卜素产量为22.3 mg/g DCW。与CAR016(pModule2)相比,单位细胞产量提高18%,与出发菌株CAR016(pTrc99A-M,pACYC184-M)相比,单位细胞的β-胡萝卜素产量提高122%。本研究找到了磷脂酰乙醇胺合成途径表达的最优组合策略,可以产生更大量的细胞膜,为储存β-胡萝卜素提供了更多的空间,从而进一步提高β-胡萝卜素的产量。细胞膜形态和合成途径的模块化改造,是今后提高类胡萝卜素产量的新方向。     

胡萝卜素的极谱行为及测定

近年来发现胡萝卜素有一定的抗癌效应。作为植物的质体色素,除叶绿素外,胡萝卜素的测定也日益引起人们的重视。迄今有关胡萝卜素的分析方法主要采用高效液相色谱法和吸光光度法等。这些方法易受其它组分的干扰,因而需经分离提纯才能进行测定,且灵敏度亦不太高。胡萝卜素的经典极谱法研究,早期曾有一些介绍。但胡萝     

β-胡萝卜素抑制MCF-7细胞生长上调过氧化酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）表达

为了研究过氧化酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）表达在β 胡萝卜素影响乳腺癌MCF 7细胞活力中所起的作用,采用MTT法测定细胞活力、Western 印迹检测细胞中PPARγ的蛋白质水平,用RT-PCR从mRNA水平检测细胞内PPARγ、P21^WAF1/CIP1、COX-2和P27表达.研究发现,β 胡萝卜素显著抑制人乳腺癌细胞株MCF-7细胞的生长,β-胡萝卜素对细胞生长的抑制作用呈现出时间和计量依赖关系;β-胡萝卜素能够呈现时间效应地从mRNA和蛋白质水平显著上调PPARγ的表达,β-胡萝卜素能够通过PPARγ调节P21^WAF1/CIP1和COX-2mRNA水平;PPARγ的抑制剂GW9662和抗氧化剂还原型谷胱甘肽（GSH）都能部分阻止由β-胡萝卜素引起的细胞活力下降.研究结果提示,激活PPARγ途径和调制细胞氧化状态是β 胡萝卜素对乳腺癌细胞MCF-7的生长抑制效应原因之一.     

RBS文库调控重组大肠杆菌β-胡萝卜素合成途径关键基因提高β-胡萝卜素合成能力

β-胡萝卜素属于类胡萝卜素家族的一员,在药品、保健品、化妆品和食品行业有广泛的应用。本研究通过用RBS文库对重组大肠杆菌CAR005中β-胡萝卜素合成途径的关键基因dxs、idi和crt操纵子进行调控来提高β-胡萝卜素合成能力。研究发现3个基因分别用RBS文库调控后,与起始菌株相比β-胡萝卜素产量最高分别有7%、11%和17%的提高,表明使用RBS文库调控比使用多个固定强度启动子调控能筛选到更有利于目标产品合成的基因表达强度。三基因组合调控后,β-胡萝卜素产量相对于CAR005菌株提高了35%。同时发现,单基因文库筛选到的最优强度对于组合调控来说,未必是最优强度。本研究为利用基因表达调控优化目标产物合成途径提供了一种新的方案。     

代谢工程改造酿酒酵母生产β-胡萝卜素

β-胡萝卜素在食品、药品和化妆品领域有广泛用途。为获得生产β-胡萝卜素的微生物细胞工厂,本研究首先在酿酒酵母BY4742中过表达甲羟戊酸(MVA)途径的限速酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)基因及二萜化合物合成的关键酶牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(GGPS)基因,来提高牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(GGPP)的供给。在酿酒酵母底盘菌BY4742-T2的基础上整合来源于成团泛菌和红法夫酵母的β-胡萝卜素合成基因,比较酿酒酵母工程菌生产β-胡萝卜素的差别。结果表明提高酿酒酵母中HMGR和GGPS酶基因的表达能将工程菌中β-胡萝卜素的产量提高26.0倍。另外,来源于真核生物红法夫酵母的合成基因相比成团泛菌,更有利于酿酒酵母生产β-胡萝卜素。最终获得的酿酒酵母工程菌BW02能生产1.56 mg/g细胞干重的β-胡萝卜素,为进一步获得高产β-胡萝卜素细胞工厂提供基础。     

盐藻与β—胡萝卜素

微藻生物技术是近年来新兴的生物技术之一,至今有三种微藻已大规模生产,包括小球藻、螺旋藻与盐生杜氏藻(简称盐藻)。由于盐藻能生产出干重高达10％的β-胡萝卜素,现已成为微藻中占有最大市场的种类。关于盐藻养殖生物学、盐藻β-胡萝卜素的生产及应用,已成为各国科学家研究的焦点。1983年召开的第十一届国际海藻会议将盐藻及β-胡萝卜素列入大会的专题讨论,1990年世界营养学会的主题是β-胡萝卜素,1991年美联社将β-胡萝卜素的作用选为世界十大科技新成就之一。     

(乙醇+丙酮)/硫酸铵二元双水相萃取分离螺旋藻中β-胡萝卜素

采用(乙醇+丙酮)(v/v=1:2)/硫酸铵双水相体系分离螺旋藻β-胡萝卜素,确定其体系组成为15%(乙醇+丙酮)(v/v=1∶2)和24%硫酸铵。通过单因素和Box-Behnken实验探讨β-胡萝卜素粗提液、p H、萃取温度对萃取效果的影响。结果表明:β-胡萝卜素粗提液质量分数为6%、体系p H 8.0、萃取温度30℃时,萃取率可达94.55%。研究结果为β-胡萝卜素提取分离提供了新途径,双水相萃取技术在天然β-胡萝卜素提取中具有良好应用前景。     

产辅酶Q10酵母的发酵条件研究

研究了豆油、豆粉、胡萝卜汁、西红柿汁、烟叶、β-胡萝卜素、桔子皮汁等自然物的添加对酵母发酵生产CoQ10的影响,结果表明它们均能大幅度提高酵母菌中CoQ10的含量。其中豆油、豆粉、西红柿汁、桔子皮汁是富含CoQ10。和胡萝卜素合成途经中的前体物质因而提高了CoQ10的产量;烟叶和β-胡萝卜素阻断了合成β-胡萝卜素的途经从而起到提高CoQ10合成的作用;胡萝卜汁的作用可能两兼而有之。因此可以得出以下结论,微生物中Co10的合成与β-胡萝卜素的合成密切相关。     

科学家利用标记辅助导入技术开发富含维生素A的玉米品种

<正>印度农业研究所应用分子标记辅助回交育种技术,开发了一种富含维生素A的杂交玉米。通过使用这种技术,研究人员将β-胡萝卜素羟化酶基因(crtRB1)的等位基因从β-胡萝卜素含量高的自交系导入选定的玉米亲本中。结果表明,在两代回交后,估计有90%后代的亲本基因组得到恢复。此外,在crtRb1基因导入的自交系β-胡萝卜素含量增加了8.6~17.5μg/g。原来的杂交品种中子粒的β-胡萝卜素含量     

胡萝卜(Daucus carota L.)中主要胡萝卜素和番茄红素含量的QTL分析

以高胡萝卜素自交系P50006和HCM A.C.为亲本构建的F2群体为作图群体,对胡萝卜中α-胡萝卜素、α-胡萝卜素、总胡萝卜素和番茄红素含量进行QTL定位及遗传分析。结果表明,α、β-胡萝卜素、总胡萝卜素和番茄红素含量的广义遗传力分别为0.75、0.50、0.31和0.93。遗传图谱包含91个SRAP(Sequence-related amplified polymorphism)标记,分布于9个连锁群,总长度502.9cM,标记间平均距离5.5cM。除α-胡萝卜素含量外,α-胡萝卜素、总胡萝卜素和番茄红素含量分别检测到1个主效QTL,均为加性遗传效应,分别解释表型变异为12.79%、12.87%和14.61%。此外,α-胡萝卜素和番茄红素含量还分别检测到1对上位性QTL,最大遗传效应分别为显性×加性互作和显性×显性互作,分别解释表型变异为15.1%和6.5%。文章中与QTL连锁的分子标记可用于高胡萝卜素、番茄红素的种质筛选和聚合育种。