药用谷氨酸含量测定方法的改进

药用谷氨酸是具有生物活性的L-型谷氨酸。中国药典(1977年版)只对它的旋光度做了如下规定:(+)31.7～(+)32.3,而对其含量限度未做要求。据查英、美药典(1980年版)、日本药局方第十版对该药均无收载。因此我们做了一些工作。采用几种不同方法测定药用谷氨酸的含量,对凯氏定氮法、中和法、旋光法进行了比较。测定中以凯氏定氮法为准,计算回收率,并计算其均值、标准差及变异系数。实验结果表明,采用旋光法较好。回收率为100.003%,标准差为0.2525,变异系数为0.2525%。     

L-谷氨酸补料分批发酵的研究

对谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriuin glutamicum)HCJ46产L-谷氨酸的补料分批发酵条件进行研究.结果表明:最适初糖质量浓度和最佳残糖维持质量浓度分别为100和(10～20)g/L;对发酵控温方式进行研究,确定了最佳温度控制策略为0～8h维持32℃,8～16h维持34℃、16～32h维持36℃,同时发现相对溶氧控制在30%左右时产酸最高.在以上的优化条件下,L-谷氨酸产量从72g/L提高到95g/L,提高了31.9%.     

D-半乳糖与L-谷氨酸诱导树鼩肝组织损伤

目的探究D-半乳糖与L-谷氨酸对树鼩肝组织损伤及机制。方法雄性树鼩随机分为4组:对照组(CT组)、D-半乳糖组(D组)、L-谷氨酸组(G组)、D-半乳糖组+L-谷氨酸组(D+G组),每周称量体重、计算存活率。给药8周后,心脏采血处死树鼩,4%多聚甲醛灌注固定肝,进行HE和免疫组织化学染色,检测TLR2、NF-κB和P-gp表达。结果相对于第1周,第8周D+G组树鼩体重下降。G组、D组、D+G组生存率下降,肝细胞变性、水肿、坏死、炎性细胞浸润、中央静脉、门静脉、分支胆管扩张,其中D+G组最严重。相对于CT组,D组、G组和D+G组的TLR2(P0. 05)、NF-κB(P0. 01)和P-gp(P0. 01)表达均升高;在3个处理组中,D+G组的TLR2(P0. 05)、NF-κB(P0. 01)和P-gp(P0. 01)表达显著高于D组和G组。结论 D-半乳糖、L-谷氨酸单独或联合给药均可引起树鼩肝组织损伤,联合给药损伤更严重。其机制可能涉及TLR2/NF-κB通路激活,同时P-糖蛋白代偿性增加。     

枯草芽孢杆菌聚谷氨酸合成途径相关基因功能研究

聚谷氨酸(polyglutamic acid, PGA)作为一种天然多功能的聚合物,近年来成为研究的热点。由于很难通过化学方法合成,微生物发酵是目前生产聚谷氨酸的有效途径。【目的】从基因水平探究枯草芽孢杆菌聚谷氨酸合成途径中degS、degQ、degU、swrA、rocA、putM基因的功能,通过分子改造实现对代谢途径的调控。【方法】以枯草芽孢杆菌为出发菌株,通过对代谢途径中相关基因进行敲除或过表达,分别构建degS、degQ和degU基因缺失的重组菌,swrA、rocA和putM基因过表达的重组菌,借助菌株胞外聚谷氨酸积累的变化分析影响途径的关键节点。【结果】在摇瓶发酵条件下,重组菌Bacillus subtilis 168-swrA、Bacillus subtilis 168-rocA、Bacillus subtilis 168-putM的胞外聚谷氨酸含量分别是原始菌株的1.28倍、1.47倍和1.37倍。重组菌Bacillus subtilis 168-ΔdegS、Bacillus subtilis 168-ΔdegQ、Bacillus subtilis 168-ΔdegU的胞外...     

不同D/L单体比γ-聚谷氨酸的合成与调控

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是由L-谷氨酸和/或D-谷氨酸聚合而成的一种聚氨基酸,广泛应用于化妆品、医药等领域.高聚物单体的立体构型会影响产品性质和应用,因此调控γ-PGA中D-谷氨酸/L-谷氨酸单体比(D/L单体比)具有重要意义.前期以谷氨酸棒杆菌为底盘,表达来自于地衣芽孢杆菌的γ-PGA合成酶,合成以L-Glu(97...     

一株不需谷氨酸的产聚γ-谷氨酸菌株的筛选与鉴定

从豆制品中分离得到17株不依赖谷氨酸作为发酵底物的γ-PGA生产菌株,分别以氨盐和葡萄糖作为氮源和碳源的培养基进行好氧发酵,并测定发酵液中PGA的含量,对其中一株PGA高产菌株PGA-O-7进行了形态、生理生化和遗传学研究,结果表明PGA-O-7为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。在以葡萄糖为碳源、硫酸铵为氮源的发酵培养基中,30℃振荡培养3d,PGA产量可达到2.8mg/mL。     

由谷氨酸棒杆菌固定化细胞合成的谷氨酸和副产物

用谷氨酸棒杆菌固定化细胞可以大大提高谷氨酸的容积产量,但葡萄糖到谷氨酸的转化率仍较低(Amin Get al.Bioresourse Tech,1993,待发表).葡萄糖转化成谷氨酸的理论值是81.74％(w/w)。由于发酵中产生许多种副产物和有大量细胞生长,因此实际值要低些。这些副产物的合成和外界条件关系密切,特别是溶解氧浓度能影响谷氨酸终浓度和胞外氨基酸组成。     

Mn2+浓度对地衣芽孢杆菌产不同构型聚-γ-谷氨酸机理分析

【目的】分析Mn~(2+)对地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)WBL-3产不同比例聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)的机理。【方法】以枯草芽孢杆菌(B.subtilis)KH-2为对照菌株,克隆表达L-谷氨酸和D-谷氨酸代谢关键酶,分别为谷氨酸消旋酶(GR)、D-丙氨酸转氨酶(D-DDT)和谷氨酰胺合成酶(GS)。通过体外酶活实验与体内转录水平分析,初步探讨Mn~(2+)浓度对不同比例γ-PGA的生成机理。【结果】当Mn~(2+)浓度为0与0.6 mmol/L时,γ-D-PGA所占的比例分别为22%和67%。在0.6 mmol/L Mn~(2+)浓度下,B.licheniformis WBL-3中GR的催化活性(k_(cat)/K_m值)比未添加Mn~(2+)时高,GS只有在Mn~(2+)存在下才具有催化活性。实时荧光定量PCR结果表明,Mn~(2+)提高了GR、D-DDT和GS的转录水平,提高倍数分别为2.16、4.44和1.84倍。【结论】Mn~(2+)激活了GR、D-DDT与GS的表达,促进L-谷氨酸的代谢,使得菌体内D-谷氨酸比例升高,从而提高了γ-D-PGA的比例。     

L-谷氨酸氧化酶的研究进展

L-谷氨酸氧化酶（L-glutamate oxidase,GLOD）是一种以FAD为辅基的黄素蛋白酶类,可以专一性地氧化谷氨酸生成过氧化氢、氨和α-酮戊二酸,广泛应用于食品、医药、发酵等领域。从谷氨酸氧化酶的微生物来源、酶学性质、发酵条件、分离纯化及分析应用等方面进行阐述,并对其研究前景进行展望。     

酶法转化L-谷氨酸生产a-酮戊二酸

利用L-谷氨酸氧化酶(LGOX),对酶法转化L-谷氨酸生产α-酮戊二酸(α-KG)的工艺条件进行了研究。首先对野生菌链霉菌Streptomyces sp.FMME066进行亚硝基胍诱变,获得一株遗传性状稳定的突变株Streptomyces sp.FMME067;突变株在最优培养基(g/L):果糖10,蛋白胨7.5,KH2PO4 1,CaCl2 0.05条件下,LGOX酶活为0.14 U/mL。LGOX的生化特征为最适pH 8.5、温度35℃,Mn2+是激活剂。对LGOX转化L-谷氨酸生产α-KG的条件进行优化,在最优条件下转化24 h,α-KG产量为38.1 g/L,转化率为81.4%。研究结果为开发LGOX酶法转化生产α-KG的工业化奠定了坚实的基础。     

环氧树脂固定化L-谷氨酸氧化酶

通过环氧树脂作为载体对经(NH4)2SO4盐析处理后的L-谷氨酸氧化酶(LGOX)进行固定化,优化固定化工艺条件,并利用固定化LGOX转化产α-酮戊二酸(α-KG)。结果表明:饱和度45%的(NH4)2SO4为最佳盐析浓度;当选用环氧树脂ES-105作为固定化载体、树脂加量为20 m L酶液(14 U/m L)加入3.5 g载体、固定化K3PO4缓冲液浓度为0.2 mol/L(p H 7.0)、固定化温度25℃、固定化时间24 h时,固定化LGOX酶活力最高,其酶活回收率为85.9%,比酶活55.7 U/g。利用该固定化酶转化L-谷氨酸产α-KG,当谷氨酸钠质量浓度为100 g/L,反应20 h,产物收率达98.2%。固定化酶重复使用14批次后,产物收率仍有90%以上;重复使用20批,收率有83.2%。因此,该固定化酶具有具良好的操作稳定性。     

酶法转化L-谷氨酸生产α-酮戊二酸

利用L-谷氨酸氧化酶(LGOX),对酶法转化L-谷氨酸生产α-酮戊二酸(α-KG)的工艺条件进行了研究。首先对野生菌链霉菌Streptomyces sp.FMME066进行亚硝基胍诱变,获得一株遗传性状稳定的突变株Streptomyces sp.FMME067;突变株在最优培养基(g/L):果糖10,蛋白胨7.5,KH2PO4 1,CaCl2 0.05条件下,LGOX酶活为0.14 U/mL。LGOX的生化特征为最适pH 8.5、温度35℃,Mn2+是激活剂。对LGOX转化L-谷氨酸生产α-KG的条件进行优化,在最优条件下转化24 h,α-KG产量为38.1 g/L,转化率为81.4%。研究结果为开发LGOX酶法转化生产α-KG的工业化奠定了坚实的基础。     

谷氨酸生产菌S9114中的谷氨酸脱氢酶的研究

谷氨酸脱氢酶 (GDH)是谷氨酸生物合成的关键酶 ,谷氨酸棒杆菌S91 1 4是目前我国味精工业应用最广泛的生产菌种 ,其谷氨酸脱氢酶的研究尚未见报道。分离纯化该菌中的谷氨酸脱氢酶 ,研究其辅酶组成 ,对揭示谷氨酸脱氢酶的分子结构和性质 ,提高谷氨酸产率很有必要。将培养至对数期中期的细胞离心收集并用含适量DTT、ED TA的Tris_HCl缓冲液 (pH 7 5 )洗涤 ,用Frenchpressurecellpress破碎 ,离心去除菌体碎片得无细胞抽提液。然后使用 KTA_10 0快速纯化系统经DEAE_纤维素柱、疏水柱 (HIC)、G_2 0 0凝胶过滤柱层析得到纯化大约 70倍的以NAD PH为辅酶的GDH和部分纯化的以NADH辅酶的GDH。这两个酶分别对NADPH、NADH高度专一 ,不能相互代替。经HPLC和SDS_PAGE测得前一种酶的分子量和亚基分子量分别为 188kD和 32kD ,表明该酶为具有相同亚基的六聚体。酶活性测定使用HITACHIU_30 0 0分光光度计利用NAD(P)H在 340nm氧化的初速度进行。蛋白质含量测定利用Bradford方法进行 ,并以牛血清白蛋白为标准蛋白。纯化结果表明S91 1 4中确实存在两种GDH ,其中以NADH为辅酶的GDH尚未见报道。和某些具有两种GDH的微生物一样 ,S91 1 4可能也是以NADPH为辅酶的GDH参与谷氨酸的合成代谢 ,以NADH为辅酶的GDH参与谷氨酸的分解代谢。     

前培养基与谷氨酸醱酵

我们从北京大学获得一株杆菌(2990-6),开始只能生产少量的谷氨酸;经过一系列的工作,产量已大为提高。在初期实验时,虽然醱酵条件和醱酵培养基的组成并没有改变,谷氨酸的产量却时高时低,不容易掌握。我们是将细菌从斜面培养基接入前培养基生长18小时后,再取1/50的量接入醱酵培养基中进行醱酵,因此,考虑产量不稳的原因,可能是繁殖菌种的过程中还存在问题。根据研究另外一株(南京土壤研究所28号菌)产生谷氨酸菌种的经验,知道前培养基对谷氨酸醱酵是有一定的影响,沈善炯等的报导中也指出金霉素醱酵工作中前培养基是很值得重视的问题。     

温度敏感型突变细菌生产L-谷氨酸

新发明的一种好气性培养用的培养基,除去富含生物素而外,还含有油酸一类的高度不饱和脂肪酸。在这样的培养基上发酵培养谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutanicum和乳酸发酵短杆菌(Brevibacterium lactofermentum)温     

理性代谢工程改造促进谷氨酸棒杆菌高效合成L-谷氨酸

L-谷氨酸是世界上第一大宗氨基酸产品,广泛应用于食品医药及化工等行业。以谷氨酸高产菌谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum) G01为出发菌株,首先通过敲除主要副产物丙氨酸合成相关基因-丙氨酸氨基转移酶编码基因(alaT),降低了发酵副产物丙氨酸含量。其次,α-酮戊二酸节点碳流量对谷氨酸合成起重要作用,因此,采用核糖体结合位点(ribosome-binding site,RBS)序列优化降低了α-酮戊二酸脱氢酶的活性,强化了谷氨酸合成代谢流。同时通过筛选不同来源的谷氨酸脱氢酶,加强了α-酮戊二酸内源转化为谷氨酸的能力。接着,对谷氨酸转运蛋白进行理性设计,提高了谷氨酸的外排能力。最后,对基于以上策略构建的整合菌株进行了5 L发酵罐发酵优化,通过梯度升温结合分批补料策略,谷氨酸产量为(136.33±4.68) g/L,较原始菌的产量(96.53±2.32) g/L提高了41.2%;糖酸转化率为55.8%,较原始菌的44.2%提高了11.6%;且降低了副产物丙氨酸的含量。以上策略一定程度上提高了谷氨酸的产量与糖酸转化率,可为谷氨酸生产菌株的代谢改造提供参考。     

猪脑谷氨酸脱羧酶的分离纯化以及生物学活性鉴定

L-谷氨酸脱羧酶是γ-氨基丁酸合成的关键限速酶,广泛的存在于脊椎动物神经细胞以及β-胰腺细胞,是胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)病人以及僵硬综合症(SMS)病人血清的关键抗原。运用sephamryl S-200以及DEAEsepharose可以从猪脑中分离纯化出谷氨酸脱羧酶。纯化的GAD在变性条件下电泳,经考马斯亮蓝R250染色以及Western-Blot鉴定主要有两条带,分子量分别为67kD和44kD。根据L-谷氨酸脱羧酶能够分解谷氨酸产生γ-氨基丁酸和CO2的特性,通过测定产物γ-氨基丁酸推断酶活。以上实验结果表明从猪脑中分离纯化到的是具有生物学活性以及免疫原性的谷氨酸脱羧酶,可进一步改良为IDDM检测试剂盒,用于IDDM的预防和预测。     

TCA循环关键节点对L-谷氨酸合成的影响

谷氨酸是一种重要的氨基酸,其衍生出来的高值化产品具有广泛的应用,市场需求量巨大。文中通过对出发菌株谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum E01和谷氨酸高产菌C. glutamicum G01进行转录组测序与重测序分析,挑选中心代谢途径中转录水平和基因水平上存在差异的基因进行研究,以挖掘出对谷氨酸合成影响较大的基因进一步提高谷氨酸的产量。草酰乙酸节点和α-酮戊二酸节点在谷氨酸合成中扮演着重要角色,探索研究了草酰乙酸节点和α-酮戊二酸节点对谷氨酸生产的扰动影响。综合以上实验结果构建的整合菌株,5 L发酵罐发酵过程中其菌体生长速率较原始菌略有降低,但48h的谷氨酸产量高达(136.09±5.53)g/L,较原始菌的(93.53±4.52)g/L提高了45.5%;糖酸转化率提高至58.9%,较原始菌的45.2%提高了13.7%。可见,上述实验策略的应用在一定程度上提高了谷氨酸产量和糖酸转化率,为谷氨酸棒杆菌的代谢工程改造提供了理论基础。     

不同分子量γ-聚谷氨酸的生物合成

【背景】不同分子量的γ-聚谷氨酸在农业、化妆品和医药领域具有重要的应用价值,开发不同分子量γ-聚谷氨酸的生物合成工艺已成为研究热点。【目的】在γ-聚谷氨酸生产菌株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) KH2中实现不同分子量γ-聚谷氨酸的合成。【方法】分别克隆表达不同来源的水解酶,包括B.subtilis来源的γ-聚谷氨酸水解酶PgdS和YwtE,以及地衣芽孢杆菌来源的SGH。研究不同来源水解酶对B. subtilis KH2产γ-聚谷氨酸分子量的影响。通过改变水解酶处理条件获得不同分子量γ-聚谷氨酸的生物合成工艺。【结果】PgdS、YwtE和SGH均可降低γ-聚谷氨酸的分子量,其中PgdS水解效果最好,可以将γ-聚谷氨酸分子量由原来的1 600 kDa降低为180 kDa。通过优化PgdS的添加量与添加时间,在B. subtilis KH2中获得了分子量为210–600 kDa的γ-聚谷氨酸。【结论】利用水解酶处理,可以在B. subtilis KH2中实现不同分子量γ-聚谷氨酸的生物合成。该方法反应条件温和、分子量可控区间宽,具有良好的应用前景。     

谷氨酸生产菌S9114中的谷氨酸脱氢酶的研究

谷氨酸脱氢酶(GDH)是谷氨酸生物合成的关键酶,谷氨酸棒杆菌S9114是目前我国味精工业应用最广泛的生产菌种,其谷氨酸脱氢酶的研究尚未见报道。分离纯化该菌中的谷氨酸脱氢酶,研究其辅酶组成,对揭示谷氨酸脱氢酶的分子结构和性质,提高谷氨酸产率很有必要。将培养至对数期中期的细胞离心收集并用含适量DTT、EDTA的Tris-HCl缓冲液 (pH 7.5)洗涤,用French pressure cell press 破碎,离心去除菌体碎片得无细胞抽提液。然后使用?KTA_100快速纯化系统经DEAE_纤维素柱、疏水柱(HIC)、G-200凝胶过滤柱层析得到纯化大约70倍的以NADPH为辅酶的GDH和部分纯化的以NADH辅酶的GDH。这两个酶分别对NADPH、NADH高度专一,不能相互代替。经HPLC和SDS_PAGE测得前一种酶的分子量和亚基分子量分别为188kD和32kD,表明该酶为具有相同亚基的六聚体。酶活性测定使用HITACHI U-3000 分光光度计利用NAD(P)H在340nm氧化的初速度进行。蛋白质含量测定利用Bradford 方法进行,并以牛血清白蛋白为标准蛋白。纯化结果表明S9114中确实存在两种GDH,其中以NADH为辅酶的GDH尚未见报道。和某些具有两种GDH的微生物一样,S9114可能也是以NADPH为辅酶的GDH参与谷氨酸的合成代谢,以NADH为辅酶的GDH参与谷氨酸的分解代谢。同时发现以NADPH为辅酶的GDH在280nm吸收很弱,在215nm吸收很强。说明此酶中酪氨酸、苯丙氨酸含量较低。