在大肠杆菌中表达酮酸脱羧酶产异戊醇

酮酸脱羧酶作为异戊醇生物合成的关键酶,不存在于大肠杆菌中。以乳酸乳球菌的基因组DNA为模板,经过PCR扩增得到酮酸脱羧酶基因kivD(rbs),插入到大肠杆菌高效表达载体pET-28a(+)上形成pET-kivD(rbs),重组质粒热击转化进大肠杆菌BL21(DE3)中,其成功表达了酮酸脱羧酶。对发酵产物进行分析,检测到了微量的目标产物—异戊醇。     

微生物合成白藜芦醇的研究进展

白藜芦醇是植物源的多酚化合物,具有清除自由基、抗氧化、延长寿命等生理活性,在医药、保健品、化妆品等方面有着广阔的应用前景。目前,白藜芦醇主要采用植物提取的方法,对自然植物资源依赖严重,而且受植物成分含量和提取效率低的限制。近年来,合成生物学的迅速发展已使人们将注意力转向利用微生物合成白藜芦醇。通过在微生物中转入外源基因,成功构建出了白藜芦醇工程菌株,并从基因序列、组合方式及发酵工艺等方面进行了优化改造。本文综述了微生物合成白藜芦醇的研究进展。     

微生物合成黄酮类研究进展

黄酮类化合物是植物特有的多酚类化合物,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、改善血液循环等生理功能,在保健品、化妆品和医药等方面具有广阔的应用前景。黄酮类化合物主要通过植物提取制备,受时间空间及植物种类等因素限制,且分离纯化步骤复杂,产率较低。随着合成生物学与代谢工程的发展,构建黄酮类物质的生物合成代谢途径线路,并对基因来源、基因序列、基因组合方式、菌株底盘改造等方面进行筛选和优化已取得较大成果。现已能用工程酵母和大肠杆菌等微生物合成二氢黄酮、黄酮、异黄酮、黄酮醇、花色素和黄烷酮等黄酮类化合物,在此基础上还可经甲基化酶或糖基化酶修饰,增加新的生物活性。综述了目前国内外微生物合成各类黄酮类物质的研究进展,并对将来的发展趋势进行了讨论和分析。     

酒醅来源酵母菌合成异戊醇能力与途径解析

【背景】异戊醇是酵母菌在白酒发酵过程中通过氨基酸合成代谢途径和氨基酸分解代谢途径合成的主要高级醇,其含量影响白酒饮用的舒适度。【目的】分析和比较分离自浓香型白酒酒醅中的酵母菌合成异戊醇的能力,揭示酵母菌合成异戊醇的途径。【方法】从酒醅中分离具有异戊醇合成能力的酵母菌株,比较不同生长时期酵母菌合成异戊醇的能力,通过前体物代谢分析它们合成异戊醇的途径。【结果】分离自酒醅的5株酵母的异戊醇合成能力从强到弱依次为Naumovozyma castellii JP3-1、Saccharomyces cerevisiae JP3、Pichia fermentans JP22、Pichia kudriavzevii JP1和Naumovozyma dairenensis CBS421。这些酵母合成异戊醇的时期主要在对数生长期,N. castellii JP3-1、P. fermentans JP22和N. dairenensis CBS421在稳定生长期也合成异戊醇。S. cerevisiae JP3、N. castellii JP3-1和N. dairenensis CBS421在整个生长时期主要通过Harris途径合成异戊醇;P. kudriavzevii JP1在整个时期主要通过Ehrlich途径合成异戊醇;P. fermentans JP22在对数生长期通过Harris途径和Ehrlich途径合成异戊醇的能力接近,在稳定生长期主要通过Harris途径合成异戊醇。【结论】本研究揭示了酒醅来源5个属种酵母合成异戊醇的途径、能力与其生长时期的关系,研究结果可为解析浓香型白酒发酵过程异戊醇合成、积累机制及实施白酒发酵过程异戊醇合成的精准调控提供理论依据。     

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.     

庆大霉素生物合成基因genN的研究

利用生物信息学方法分析庆大霉素生物合成特色基因gen N的功能,构建gen N缺失的基因工程菌。首先运用分子生物学技术构建同源重组质粒p FU604,其次重组质粒经接合转移导入绛红色小单孢菌M.purpurea GK1101。最后,基于同源重组机制,利用安普霉素抗性筛选及PCR鉴定,得到gen N基因缺失的工程菌(M.purpurea GKN-27)。结果显示:较岀发菌GK1101,基因工程菌GKN-27不再继续合成庆大霉素C1a和C2b,阻断庆大霉素生物合成代谢流,并积累分子量为497、524、523、503四种新的中间代谢物,新的中间代谢物将有望开发新型药物。同时,也表明gen N不是C-6'N甲基化酶编码基因。     

植酸酶的研究进展

从三个方面综述了植酸酶的研究进展：（1）植酸酶的种类及来源;（2）植酸酶的性质;（3）植酸酶基因及基因工程。     

链球菌生物合成透明质酸的分子机理与基因工程菌构建进展

透明质酸（Hyaluronan, HA）是由葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖为双糖单位交替连接而成的粘多糖物质。目前构建基因工程菌成为提高产量和改善品质的重要手段。本文从发酵菌种、操纵子、关键酶和工程菌构建等方面,综述了链球菌HA生物合成的分子机理,分析了当前生产中存在的问题,并提出了解决问题的方法。     

脱落酸生物合成研究进展

脱落酸作为一种抑制生长的植物激素,是平衡植物内源激素和调节生长代谢的关键因子。脱落酸具有提高作物抗旱耐盐、减少果实褐变的作用,同时可降低疟疾发病率、刺激胰岛素分泌,因此在农业和医药领域有着广阔的应用前景。相较于传统的植物提取法和化学合成法,利用微生物合成脱落酸是一种经济、可持续的来源方式。目前利用天然微生物如灰葡萄孢霉菌、蔷薇色尾孢菌等合成脱落酸的研究已经取得了诸多进展,而脱落酸的异源微生物合成研究相对较少。酿酒酵母、解脂耶氏酵母、大肠杆菌等工程菌株作为天然产物异源合成的常用宿主,具有遗传背景清晰、易于操作、便于工业化生产等优势,因此利用微生物异源合成脱落酸是一种更具潜力的生产方式。本文着重从底盘细胞的选择、关键酶的筛选与表达强化、辅因子的调节、增强前体供应及促进脱落酸外排5个方面对微生物异源合成脱落酸的研究进行综述。最后,对该领域的未来发展方向进行了展望。     

异戊二烯生物合成研究进展

异戊二烯(isoprene),又名2-甲基-1、3-丁二烯,是最简单的类异戊二烯化合物,是橡胶的重要前体物质,在精细化工如香料、新型农药等方面应用广泛。异戊二烯主要依赖化石燃料合成,但生产成本较高、易污染环境,生物法合成异戊二烯具有巨大的潜在应用价值,本文综述了生物法合成异戊二烯的主要途径与研究进展。     

植物肉桂醇脱氢酶及其基因研究进展

肉桂醇脱氢酶(cinnamyl alcohol dehydrogenase,CAD)作为植物次生代谢特别是木质素合成的关键酶,与植物生长发育和抵御病原菌入侵关系密切,研究CAD基因表达调控及其与组织木质化的关系具有重要的植物生理学意义.该文综述了植物CAD的蛋白特征、酶学性质、基因分布和分类、基因结构和表达调控以及CAD表达与木质素合成的关系,为研究CAD在植物生长发育和抗病中的作用提供理论指导.     

木质素合成关键酶——肉桂醇脱氢酶的研究进展

肉桂醇脱氢酶(CAD)是木质素合成途径的关键酶之一,它作用于木质素单体生物合成的最后一步。重点综述了肉桂醇脱氢酶(CAD)的在基因家族方面,基因调控方面以及蛋白结晶方面的研究进展,讨论了存在的问题并提出了相关策略。     

三萜皂苷生物合成途径研究进展

三萜皂苷是一类重要的植物次生代谢产物,在体外具有抗癌、抗病毒、降低胆固醇等药理学作用。由于三萜皂苷生物合成途径中的关键酶在细胞中的表达水平较低,决定了其在植物中的含量低,因而对其生物合成途径的探讨具有重要的现实意义和应用价值。     

阿维拉霉素生物合成研究进展

阿维拉霉素是由绿色产色链霉菌生产的寡糖类抗生素,对革兰氏阳性致病菌具有极强抗性,是一种新型饲料添加剂,广泛应用于肉鸡、仔猪等畜禽养殖中.以阿维拉霉素最新国内外研究进展为基础,综述了阿维拉霉素的抑菌机制、结构改造、菌种选育及发酵优化等方面的研究进展,重点阐述了阿维拉霉素的生物合成基因簇、合成途径及生物合成转录调控机制,探...     

潮霉素A的生物合成研究进展

潮霉素A是一种从吸水链霉菌中发现的具有广谱生物学活性的抗生素。它在吸水链霉菌Streptomy-ces hygroscopicus NRRL 2388中的生物合成基因簇已被克隆并测序,其生物合成机制、遗传操作等方面的研究也取得了一定的进展。就潮霉素A的化学结构、生物合成基因簇的组织结构、生物合成和抗性机制等方面的研究进展进行综述。     

吡咯喹啉醌生物合成研究进展

吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone,PQQ)是一种多肽修饰类天然产物,是继烟酰胺和核黄素之后第三类辅酶,具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力等重要生理功能,在医药、保健等领域具有重要价值.目前,PQQ的大规模制备仍然存在诸多问题,限制了PQQ的广泛应用.当前迫切需求低成本的合成方式,以充分实现其广阔...     

乙醇合成途径的计算机重构

目的:用计算机重构乙醇合成途径,为合成生物燃料乙醇提供理论依据。方法:利用KEGG反应、化合物数据提取反应等式,过滤掉42个通用代谢物参与的反应,然后利用剩下的反应构建反应矩阵;利用广度优先搜索算法在反应矩阵中搜索生成乙醇的代谢途径。结果:计算机重构了23 108条乙醇合成途径,以大肠杆菌作为产乙醇基因工程菌为例,通过限制改构菌整合的关键酶数目,分别得到了78条以酒精O-乙酰基转移酶为关键酶的乙醇合成通路和89条以丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶为关键酶的乙醇合成通路,并构建了相应的乙醇合成网络图,标注每个反应的酶及编码该酶的基因。结论:通过计算机方法重构了多种乙醇合成途径,可以为利用微生物工业化生产乙醇提供理论依据。     

生物合成稀有人参皂苷的研究进展*

人参皂苷是我国传统中药人参的主要活性物质,稀有人参皂苷相较人参皂苷具有更好的生物活性,也更利于身体吸收,具有镇静催眠、促进细胞分化增殖、抗肿瘤、降血糖、提升免疫力等作用。然而,稀有人参皂苷结构复杂且在人参中含量极低,限制了其开发利用。随着生物技术的发展,利用生物法合成稀有人参皂苷成为本领域的研究热点。因此,对近年来生物合成稀有人参皂苷研究进行汇总梳理,总结稀有人参皂苷的主要种类结构及近年来生物转化法和异源合成法合成稀有人参皂苷的研究进展,生物转化法汇总了以人参皂苷为底物的转化生物,异源合成法总结人参皂苷的生物合成途径及形成结构多样化人参皂苷的酶。对生物合成稀有人参皂苷存在的问题进行了讨论,同时展望了其前景以及未来研究方向,以期为从事人参研究者提供更多生物线索和制备策略。     

Biosynthesis of Cephalosporins

Abstract

Certain aerobic, Gram-negative bacteria, including the epiphytic plant pathogen, Pseudomonas syringae, possess a membrane protein that enables them to nucleate crystallization in supercooled water. Currently, these ice-nucleating (IN) bacteria are being used in snow making and have potential applications in the production and texturing of frozen foods, and as a replacement of silver iodide in cloud seeding. A negative aspect of these IN bacteria is frost damage to plant surfaces. Thus, of the various types of biological ice nucleators, bacteria have been the subject of most research and also appear relevant to the anticipated practical uses. The intent of this review is to explain the identification and ecology of the ice-nucleating bacteria, as well as to discuss aspects of molecular biology related to ice nucleation and consider existing and potential applications of this unique phenomenon.