奎尼酸生物合成的代谢工程

奎尼酸及其衍生物氢醌和苯醌等是一类重要的化工原料,可作为一些化学合成制剂和药物中间原料,且在食品和化学工业中有着广泛的应用。目前奎尼酸的制备方法有植物提取法、化学合成法、酶工程法和微生物发酵法,其中微生物发酵法是近年发展起来的一种十分经济有效的方法。在介绍奎尼酸的制备方法的基础上重点综述了应用代谢工程在生物合成奎尼酸基因工程菌的改造中的研究进展,其中涉及奎尼酸生物合成途径中相关基因及其酶的调控、中心代谢途径的改造和修饰等,并探讨了将来的发展前景。     

构巢曲霉奎尼酸脱氢酶基因qutB在大肠杆菌中的克隆与表达

从莽草酸途径合成奎尼酸（QA）,奎尼酸脱氢酶（QDHase)是必须的,大肠杆菌基因组不含有该酶的编码基因,在构巢曲霉（Aspergillus nidulans)中存在qutB基因编码此酶。以构巢曲染色体DNA为模板,采用PCR扩增得到qutB基因,在大肠杆菌中进行了克隆表达。结果表明,该基因在λ噬菌体的PRPL串联启动子驱动下实现了QDHase的表达。SDS－PAGE显示,重组菌热诱导后出大小约36000的特异蛋白,表达量占菌体总蛋白的19．81％。经酶活性测定,表达产物具有生物学活性,与对照菌株相比,其酶活性提高了27．8倍,为进一步奎尼酸生物合成研究了奠定了基础。     

影响克拉维酸生物合成的氨基酸

发酵液的氨基酸分析显示,谷氨酸,精氨酸,天门冬氨酸,丙氨酸易被棒状链霉菌利用,发酵培养基中添加上述氨基酸后,谷氨酸,精氨酸有利于克拉维酸的生物合成,适时添加谷氨酸,精氨酸可分别提高克拉维酸的产量约25%和12%;而蛋氨酸,半胱氨酸含S氨基酸对克拉维酸生物合成不利,不同来源的黄豆粉作发酵培养基氮源,因其组成中某些氨基酸含量的差异。可使克拉维酸的产量相差百分之十几。     

茉莉酸生物合成的调控及其信号通路

茉莉酸类化合物作为一种细胞信号分子,在植物的生长发育、机械损伤、代谢调节及诱导防御相关基因表达等方面起着重要的作用。本文概述了茉莉酸的生物合成调控以及人们目前对茉莉酸信号通路的认识,并对该研究领域存在的问题及今后可能的研究方向进行展望。     

微生物合成可降解塑料聚羟基链烷酸（PHA）

本文综述利用微生物合成主要包括聚羟基丁酸（ＰＨＢ）和聚羟基丁酸－羟基戊酸（ＰＨＢＶ）在内的聚羟基链烷酸的若干要素,如微生物种资源、生物合成途径、发酵以及产物的性质和应用。     

膦酸天然产物中碳磷键生物合成机制的研究进展

膦酸天然产物是指生物体产生的结构中含有碳磷键的小分子化合物,它因为与细胞中的羧酸和磷酸化的化合物结构相似,常作为某些生命活动必需的酶抑制剂,表现出良好的生物抑制活性。已知的膦酸天然产物碳磷键合成机制可以分为四类:磷酸烯醇式丙酮酸变位酶(PepM)催化类、磷甲基转移酶(PhpK)催化类、由S-2-羟基丙基膦酸环氧化酶(HppE)催化类和一种未知的碳磷键合成机制。本文就膦酸天然产物中碳磷键生物合成机制进行综述。     

基于重组氧化葡萄糖酸杆菌生物合成吡咯喹啉醌

吡咯喹啉醌(Pyrroloquinoline quinone,PQQ)是一种重要的氧化还原酶辅基,具有多种生理生化功能,在食品、医药卫生及农业等领域具有广泛的应用。文中采用重组氧化葡萄糖酸杆菌生物合成吡咯喹啉醌。首先构建丙酮酸脱羧酶基因GOX1081敲除的重组菌G. oxydans T1,减少副产物乙酸的形成。然后利用筛选的内源性组成型启动子P0169融合表达pqqABCDE基因簇及tldD基因,构建重组菌G. oxydans T2。最后对发酵培养基添加物和发酵条件进行优化。结果显示重组菌G. oxydans T1、G. oxydans T2生物量较野生菌分别提高43.02%和38.76%,而PQQ的产量分别是野生菌的4.82倍和20.5倍。进一步优化G. oxydans T2碳源及培养条件,最终PQQ产量达(51.3241±0.8997)mg/L,是野生菌的345.62倍。通过基因工程手段,可以有效提高氧化葡萄糖酸杆菌的生物量和合成PQQ的产量,为改善PQQ生物合成效率奠定基础。     

力复霉素生物合成中间体A-32的生物学特性与结构的研究

本文报道了地中海诺卡氏菌Nocardia mediterranei经诱变育种获得的两株无活力菌株(rifl、nf2),能经共合成产生力复霉素,即其中供体菌株r·fl,在发酵液中累积一个中间体A一32,能被另一个无活力菌株nf 2转化为力复霉素[1,2]。此中间体(A一32)经分离纯化,理化性质和生物活性研究以及lR、NMR、Ms的光谱测定,确证A一32结构为3一羟基5氨基苯甲酸(简称A一32),这与Kibby等[3]推测中间体C,N的化学结构是相同的物质,从而证明了化合物C,N是力复霉素的一个天然中间体．     

莽草酸生物合成途径的调控

莽草酸是合成生物碱等许多其它物质的前体.近年来,莽草酸作为临床上惟一有效的抗禽流感药物--达啡的原料而倍受关注.简述了莽草酸生物合成的途径,着重从基因工程角度分析了莽草酸合成过程中的关键酶及其对莽草酸产量的影响,旨在为研究和开发微生物工程菌生产莽草酸提供参考.     

微生物合成中链聚羟基烷酸酯研究进展

某些微生物细胞在特定营养限制的条件下会产生聚羟基烷酸酯作为碳源储备。和短链聚羟基烷酸酯(PHB)一样 ,中链聚羟基烷酸酯由于具有更优良的性能、更高的附加值和更广泛的用途而受到人们的关注 ;此外 ,中链聚羟基烷酸酯还可以被人工合成为具有功能性侧链的半合成高聚物 ,并因此能够具有更好的弹性和更理想的结晶性能等优点 ,从而成为近年来对环境友好的生物可降解材料的研究重点。在能够合成中链聚羟基烷酸酯的微生物中 ,食油假单胞菌是最典型 ,也是研究得最多的一种。本文对由食油假单胞菌合成中链聚羟基烷酸酯的特点、代谢机制、发挥过程等内容进行了综述 ,并提出了这一研究领域未来可能的研究方向     

Biosynthesis of Fukinolic Acid Isolated from Petasites japonicus

The biosynthesis of fukinolic acid, which had been isolated from the Japanese fuki vegetable, Petasites japonicus, was investigated by feeding selected ¹³C-labeled compounds to axenic cultures of P. japonicus. [1,2-¹³C₂] sodium acetate and [1-¹³C] L-tyrosine were incorporated into the fukiic acid sub group, while [3-¹³C] L-phenylalanine was incorporated into the caffeic acid moiety.     

Quinic acid derivatives from Saussurea triangulata attenuates glutamate-induced neurotoxicity in primary cultured rat cortical cells

The leaves of Saussurea triangulata (Compositae) have been eaten with rice as a wrapping vegetable for preventing neuro-aging. However, the components responsible for the neuroprotective effects of S. triangulata still remain unidentified. In the process of investigating the neuroprotective activity of S. triangulata, we found that a methanol extract of S. triangulata exhibited significant protection against glutamate-induced toxicity in primary cultured rat cortical cells. Three quinic acid derivatives were isolated from the n-BuOH fraction of S. triangulata. Among these three quinic acid derivatives, methyl 5-caffeoylquinic acid (3) exhibited significant neuroprotective activities against glutamate-induced toxicity exhibiting cell viability of about 50%, at concentrations ranging from 0.1 μM to 10 μM. Therefore, the neuroprotective effect of S. triangulata might be due to the inhibition of glutamate-induced toxicity by the quinic acid derivatives from S. triangulata.     

5-氨基乙酰丙酸的生物合成及其应用

5-氨基乙酰丙酸是一种新型农药,由于其在环境中易降解,无残留,对人蓄无毒性,所以是一种无公害的绿色农药而倍受关注,在农业领域应用非常广泛,主要应用于植物生长调节剂、绿色除草剂、杀虫剂等方面,还可以应用到医学、有机合成等方面。本文主要综述了生物合成五氨基乙酰丙酸的途径,同时还介绍了五氨基乙酰丙酸作为一种调节剂、新型农药、杀虫剂的研究进展及在医学领域的发展。以期为科研和生产提供指导。     

氨基酸生物合成抑制剂类除草剂作用机理及耐除草剂转基因植物研究进展

氨基酸是植物体内必不可少的物质,在植物的生长代谢中发挥着重要作用。与动物不同,植物的氨基酸供给全部靠自身来合成,一旦植物的氨基酸合成受阻,植物便难以继续生存。因此,植物氨基酸合成中的关键酶一直是新型除草剂研发中重要的靶标酶。在目前已经商品化的除草剂中,通过抑制植物氨基酸生物合成中的关键酶活性而发生作用的除草剂占很大比重;与此同时,随着植物转基因技术的不断发展完善,大批耐氨基酸生物合成抑制剂类除草剂转基因植物相继问世,成为了耐除草剂类转基因植物的主体。本文综述了常用的耐氨基酸生物合成抑制剂类除草剂、作用机理及耐除草剂转基因植物的研究进展。     

Metabolic Engineering of Plant L-Ascorbic Acid Biosynthesis: Recent Trends and Applications

ABSTRACT

Vitamin C (L-ascorbic acid; AsA) is the major soluble antioxidant found in plants and is also an essential component of human nutrition. Although numerous biotechnological methods have been exploited to increase its yield, pressures such as commercial competition and environmental concerns make it urgent to find a new way for industrial production of plant-derived AsA. Engineering plant AsA has now become feasible because of our increased understanding of its biosynthetic pathway. Several possible strategies could be followed to increase AsA production, such as overcoming the rate limiting steps in the biosynthetic pathway, promoting recycling, and reducing catabolism. For these purposes, genes of plant, microbial and animal origins have been successfully used. Several examples will be given to illustrate these various approaches. The existing and potential achievements in increasing AsA production would provide the opportunity for enhancing nutritional quality and stress tolerance of crop plants.     

氨基酸的手性与蛋白质生物合成

生命体中行使生物学功能的重要大分子蛋白质,由其基本单位氨基酸组成. 除甘氨酸外,其余19种常见氨基酸均具有手性,且均为L-构型,称为氨基酸的纯手性（homochirality,或称同手性）.这个现象长久以来困扰着科学家们. 本文简要综述了目前对纯手性起源的一些假说,D-氨基酸在生命体中的存在和可能的作用,以及D-氨基酸在蛋白质合成这个重要过程中的特性,包括D-氨基酸的氨酰化和在新生肽链的掺入. D-氨基酸的研究,让人们对生命有了更深入的认识,为疾病、制药等领域提供了新的思路,也为生命科学的基础研究提供了新的理论支撑和研究方向.     

An Integrative Analysis of the Effects of Auxin on Jasmonic Acid Biosynthesis in Arabidopsis thaliana

Auxin and jasmonic acid （JA） are two plant phytohormones that both participate in the regulation of many developmental processes. Jasmonic acid also plays important roles in plant stress response reactions. Although extensive investigations have been undertaken to study the biological functions of auxin and JA, little attention has been paid to the cross-talk between their regulated pathways. In the few available reports examining the effects of auxin on the expression of JA or JA-responsive genes, both synergetic and antagonistic results have been found. To further investigate the relationship between auxin and JA, we adopted an integrative method that combines microarray expression data with pathway information to study the behavior of the JA biosynthesis pathway under auxin treatment. Our results showed an overall downregulation of genes involved in JA biosynthesis, providing the first report of a relationship between auxin and the JA synthesis pathway in Arabidopsis seedlings.     

Biosynthesis of Resorcylic Acid Lactone (5S)-5-Hydroxylasiodiplodin in Lasiodiplodia theobromae

An administration study of ²H-labeled precursors showed that the 9-hydroxydecanoyl unit, the acyl intermediate of lasiodiplodin (1), was also the intermediate of (5S)-5-hydroxylasiodiplodin (2) in Lasiodiplodia theobromae. The incorporation of [O-methyl-²H₃]-lasiodiplodin (6) into 2 indicated that hydroxylation at C-5 occurred after cyclization.