聚赖氨酸的研究进展

聚赖氨酸(ε-PL)是由20～35个赖氨酸残基通过α-羧基和ε-氨基聚合成的具有抑菌功效的多肽.它具有安全性高、对革兰氏阳性菌,革兰氏阴性菌,真菌等都有广泛的抑制繁殖作用等优点且热稳定性,水溶性好.在食品保鲜防腐、医学等方面都有广泛的应用.     

ε-聚赖氨酸抑菌性能的研究进展

ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)是抑菌谱广泛的天然抑菌剂,由通过α-羧基与ε-氨基连接的25–35个赖氨酸聚合而成。ε-PL主要由白色链霉菌发酵生产所得,比化学生产更加高效和环保。ε-PL具有水溶性好、耐热和对环境无污染等特点,具有良好的应用前景。本文从发酵生产入手,着重综述了ε-PL对各种微生物抑菌性能、抑菌机制及抑菌机制模型的研究进展。推测ε-PL是通过对细胞膜的破坏而改变细胞的通透性,或者作用到细胞内引起活性氧(reactive oxygen species, ROS)胁迫而影响调节基因的表达,从而起到抑菌作用。根据这2种抑菌方式分别建立了相应的抑菌模型,即毡毯模型和ROS诱导细胞凋亡模型。本文可为ε-PL对微生物抑制性能的深入研究提供依据,同时也提出了ε-PL抑菌机制的新模型,为扩展ε-PL应用领域提供了一定的参考。     

细菌基因组序列中ε-聚赖氨酸合成酶的生物信息学识别与分析

【目的】ε-聚赖氨酸的合成由ε-聚赖氨酸合成酶(Pls)所控制,考察Pls在细菌中的分布和保守的序列特征。【方法】基于Pls的作用机制,在蛋白序列中识别与底物结合和缩合相关的结构域,以及决定底物特异性的氨基酸残基,进而在已测序基因组中预测Pls。【结果】发现110个已测序的基因组中编码113个预测的Pls,主要分布在放线菌中,也在两株革兰氏阴性菌中被发现。一些亲缘性较高菌株的Pls一致性较高。【结论】Pls在放线菌中可能广泛分布。Pls的腺苷化、巯基化和底物缩合结构域有相对较高的序列保守性,而跨膜结构域和Linker区相对不保守。     

ε-聚赖氨酸生物制造及其在食品防腐领域的应用

ε-聚赖氨酸是由L-赖氨酸α-COOH和ε-NH2 缩合而成,由微生物合成的一种同型氨基酸聚合物.ε-聚赖氨酸是一种优良的生物防腐剂,对G+、G-、酵母菌和霉菌都有较好的抑菌效果.本文综述了ε-聚赖氨酸的来源与性质、产生菌的筛选与改造、发酵过程优化与调控、ε-聚赖氨酸分解酶、ε-聚赖氨酸合成机理和ε-聚赖氨酸酯化结构与...     

由质粒R91-5::Tn501、R68.45和Rp4::mini-Mu所引起的条纹状假单胞菌染色体转移

假单胞菌是一类具有多种代谢功能的革兰氏阴性菌,在工、农和医方面都具有一定的作用。近年来人们对它作了广泛的研究,在遗传学方面也有不少的工作,但是,由于缺少适当的遗传学工具,对其它的假单胞菌还研究得很     

抗菌肽及其工业应用前景

抗菌肽是生物体内经诱导产生的一种对抗外源性致病菌作用的防御性小分子多肽,广泛存在于动植物和微生物体内。其分子量一般在4000Da左右,带正电荷,由30～40个氨基酸组成。抗菌肽一般都具有耐热性,100℃温度下活性最长可保持30min以上。抗菌肽具广谱抗菌活性,通过破坏细胞膜等作用,可以抑制革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌,有些抗菌肽还具有抗原虫、病毒及抗癌功能。抗菌肽在工业应用中展示出了广阔的前景。     

ε-聚赖氨酸的微生物合成与降解

ε-聚赖氨酸为一种均聚氨基酸,由单个赖氨酸分子在α-羟基和-ε氨基形成酰胺键而连接成的多聚体,目前主要通过白色链霉菌(Streptomyces albulus)的微生物合成进行生产,具有抑菌谱广、热稳定性好、在酸碱条件下稳定等特点,作者综述了ε-聚赖氨酸微生物合成的方法、可能的生物合成和降解机制等,并简要介绍ε-聚赖氨酸作为食品保鲜剂在食品和生物高分子材料在基因治疗、药物载体、基因芯片、高吸水性材料等方面的应用前景。     

具有双重抗生素抗性的ε-聚赖氨酸高产菌株选育及生理特性

以ε-聚赖氨酸产量为1.60g/L的Streptomyces albulus M-Z18为出发菌株,利用核糖体工程技术选育具有双重抗生素抗性的ε-聚赖氨酸高产菌株,并对高产菌株和出发菌株的生理生化性能进行比较。通过链霉素诱变成功选育出了1株遗传稳定的ε-聚赖氨酸产生菌S.albulus S-7,ε-聚赖氨酸产量为2.03g/L;对S.albulus S-7叠加巴龙霉素,获得1株遗传稳定的具有双重抗性的ε-聚赖氨酸产生菌S.albulus SP-14,ε-聚赖氨酸产量为2.37g/L,比出发菌株S.albulus M-Z18的ε-聚赖氨酸产量增加了48.10%。使用链霉素和巴龙霉素选育具有双重抗生素抗性的ε-聚赖氨酸高产菌株是一种有效的手段。     

抗菌肽的来源及其应用

抗菌肽是大量存在于生物体内的一种小肽类分子,是先天性免疫系统的重要组成部分,具有广谱抗菌活性,可抑制革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌,有些抗菌肽还具有抗原虫、抗病毒及抗癌功能。由于抗生素的滥用,耐药致病菌的迅速增加,抗菌肽作为一种新型的治疗药物引起了人们的广泛关注。对抗菌肽的来源、抗菌作用机制及其应用等方面进行综述。     

小泛素相关修饰物SUMO研究进展

蛋白质翻译后修饰对改变蛋白功能、活性或定位都起着非常重要的作用,泛素及其相似蛋白的修饰是其中一种重要形式。与其他诸如磷酸化、乙酰化、糖基化等不同的是,泛素及其相似蛋白的修饰基团本身即是一个小的多肽,通过异肽键与靶蛋白Lys侧链ε-NH2相连,其中小泛素相关修饰物(small ubiquitin—related modifier,SUMO)与蛋白的共价连接是一种新的广泛存在的翻译后修饰形式。SUMO是广泛存在于真核生物中高度保守的蛋白家族,在脊椎动物中有三个SUMO基因,称为SUMO-1,-2,-3,与泛素在二级结构上极其相似,且催化修饰过程的酶体系也具有很高的同源性。然而,与泛素化介导的蛋白酶降解途径不同,SUMO化修饰发挥着更为广泛的功能,如核质转运、细胞周期调控、信号转导、转录活性调控等。     

ε-聚赖氨酸高产菌株的选育

正ε-聚赖氨酸(PL)由链霉菌合成、分泌[1],对细菌、霉菌、酵母菌等有强烈的生长抑制作用,是一种被广泛应用的生物食品防腐剂。但野生型产生菌的ε-PL合成能力都比较低,利用物理和化学诱变,选育S-2-氨基乙基-L-半胱氨酸和甘氨酸抗性突变株,已见报道的最高摇瓶产量为2.11 g/L[2];应用等离子诱变技术和基因组重排技术,可将ε-PL最高摇瓶产量提高到3.11 g/L[3]。但传统的选育手段耗时、耗     

小白链霉菌ε-聚赖氨酸降解酶生理功能分析

[目的] 研究小白链霉菌（Streptomyces albulus）中ε-聚赖氨酸降解酶（Pld）的分布特征和生理功能。[方法] 利用生物信息学手段对已报道的ε-聚赖氨酸（ε-PL）产生菌的Pld进行挖掘和分析,再通过遗传学方法对小白链霉菌M-Z18基因组中存在的两种pld进行敲除、回补和过表达,最后研究重组菌降解ε-PL能力、最小ε-PL抑制浓度（MIC）及其合成ε-PL情况。[结果] PldⅠ和PldⅡ广泛且同时分布于小白链霉菌中,蛋白序列高度保守;PldⅠ、PldⅡ在小白链霉菌M-Z18中均能行使降解ε-PL的功能,但PldⅡ降解活性占主导地位且PldⅠ和PldⅡ对降解ε-PL具有协同作用;pldⅠ、pldⅡ过表达重组菌对ε-PL的MIC值显著提高,其中双过表达pldⅠ和pldⅡ菌株对ε-PL的MIC值是出发菌株的2.19倍。构建的pld重组菌与出发菌株相比,在考察pH值范围内（pH 3.0-5.5）的ε-PL产量未表现出显著差异。[结论] 小白链霉菌中广泛分布PldⅠ和PldⅡ且序列高度保守,主要生理功能是保护小白链霉菌在中性环境中免受自身产物ε-PL的抑制。     

ε-聚赖氨酸生物合成及其产生菌遗传转化研究进展

ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)是由25-35个L-赖氨酸(L-lysine)通过α-ε酰胺键连接的具有很强抗菌活性的聚合物,是自然界中迄今为止仅发现的2种均聚氨基酸(ε-聚赖氨酸和γ-聚谷氨酸)之一。目前,研究发现ε-聚赖氨酸的合成酶是一种非核糖体肽合成酶,它催化前体物质L-lysine经多轮缩合反应合成链长不均一的ε-聚赖氨酸,与I型聚酮合成酶的合成过程相似。ε-聚赖氨酸的合成不受降解酶控制。同时,针对产生菌遗传转化的穿梭质粒载体pLAE001和pLAE003已构建成功,为进一步探索ε-聚赖氨酸生物合成提供了条件。本文主要就ε-聚赖氨酸生物合成及产生菌遗传转化体系进行综述。另外,扼要介绍了作者所在课题组的相关研究工作、取得的进展并提出了相应的见解,论文最后部分对组合生物合成在ε-PL产生菌菌种改造中的应用前景进行了探讨。     

ε-聚赖氨酸发酵过程的活性变化及发酵调控

摘要:【目的】作为一种次级代谢产物,ε-聚赖氨酸生物合成受不同因素制约,为评价细胞活性对ε-聚赖氨酸生物合成的影响,研究发酵过程细胞活性、ε-聚赖氨酸合成及其它发酵参数变化,基于此改进发酵工艺。【方法】以BacLight Live/Dead和5-氰基-2,3-二甲苯基氯化四唑(5-cyano-2,3-ditolyl tetrazolium chloride,CTC) 为荧光探针,激光扫描共聚焦显微镜监测不同发酵时期细胞活性,并分析pH、细胞生长、ε-聚赖氨酸生物合成以及葡萄糖利用;通过向ε-聚赖氨酸合成期细胞添加酵母粉调控细胞活性改进发酵工艺。【结果】BacLight Live/Dead为探针的共聚焦显示ε-聚赖氨酸发酵过程生长期(0－16 h)的细胞大都具有活性;CTC作为探针的分析显示生长期及ε-聚赖氨酸合成期前期(16－30 h)细胞活性高,ε-聚赖氨酸合成终止时细胞仅显示微弱活性;调控ε-聚赖氨酸合成期细胞活性的发酵工艺ε-聚赖氨酸终浓度达2.24 g/L(对照1.04 g/L)。【结论】调控ε-聚赖氨酸合成期细胞活性的发酵工艺可有效促进ε-聚赖氨酸生物合成。     

链霉菌ε-聚赖氨酸发酵过程中的氧化胁迫效应

【目的】探究ε-聚赖氨酸(ε-PL)产生菌对p H和ε-PL的耐受性、氧化胁迫与ε-PL合成之间的关系。【方法】选取3株ε-PL产生菌Streptomyces sp.AF3-44、Streptomyces sp.AS32和Streptomyces albulus F15,比较其在发酵性能、p H和ε-PL耐受性以及抗氧化胁迫能力上的差异,并对菌株发酵过程的活性氧成因进行分析。【结果】在3株菌中AF3-44具有最强的p H和ε-PL耐受性及抗氧化胁迫能力,因而在发酵后期能够保持良好的细胞活性和最高的ε-PL浓度;ε-PL引起的氧化胁迫主要发生在发酵前期,而发酵中后期氧化胁迫的产生主要由酸性p H导致。【结论】提高链霉菌ε-PL发酵过程中的抗氧化胁迫能力,可提升菌体活力和发酵水平。     

防御素(Defensin)研究进展

防御素(Defensin)是近年来发现的广泛存在于动物和植物体内的一类阳离子抗菌活性肽。它们通常都是由28～54个氨基酸残基组成,分子内富含精氨酸和由半胱氨酸形成的分子内二硫键。它们具有广谱高效的杀菌活性,能有效地杀灭革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、某些真菌、螺旋体、被膜病毒等微生物,因而对它们的研究已成为当前国际学术界中一个引人关注的研究热点。本文将简述有关防御素的分布、分子结构特征、生物学活性、作用机制、分子生物学特征等方面的研究概况及展望。     

九香虫抗菌肽CcAMP1的分离纯化和抗菌活性检测

【目的】从药用昆虫九香虫 Coridius chinensis 中分离纯化抗菌肽,为进一步开发九香虫抗菌肽资源及深入挖掘九香虫的药用功能奠定基础。【方法】用大肠杆菌Escherichia coli 和金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus 混合物作诱导源刺激九香虫产生抗菌肽,对血淋巴进行提取、凝胶过滤层析、固相萃取及反相色谱纯化,活性组分经质谱测定。对分离得到的这种抗菌肽进行人工合成,并进行抗菌活性检测。【结果】本研究获得一种九香虫抗菌肽CcAMP1,由17个氨基酸残基组成,分子量为1 997.37 u,带1个正电荷,表面有5个疏水氨基酸。对人工合成的CcAMP1进行抗菌活性检测表明,该抗菌肽与九香虫血淋巴一样对金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌和大肠杆菌等革兰氏阴性菌都有较好的抗菌活性,且对革兰氏阴性菌的抗菌活性更强。【结论】从九香虫中分离得到具有较强抗菌活性的阳离子抗菌肽CcAMP1,有较大的开发利用价值。     

一种使用钙和镁氨基胶黏剂的简易细菌转化法

<正>本文阐述了一种通过氨基胶黏剂将细菌转化的简易有效的方法。和已经发表的转化方法,如DNA吸附和有机纤维包裹等方法相比具有优点。通过将DNA和氨基胶黏剂混合,自发形成胶黏剂包裹的DNA表层结构,可以同时转化革兰氏阴性菌(如大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(如变异链球菌)。值得注意的是,野生的变异链球菌和大肠杆菌相比,转化后重组DNA克隆的效率更高。这是一个很有希望的结果,因为热激法、电穿孔法和海泡石法等方法都不能将DNA     

ε-聚赖氨酸高产改造菌发酵过程分析与工艺改进

ε-聚赖氨酸(ε-PL)是我国新近批准的一种天然食品防腐剂,由链霉菌好氧发酵制备而来。通过传统育种手段强化产生菌ε-PL合成能力是提高其发酵水平的重要途径,然而高产改造菌与出发菌株发生的生理改变却很少被关注。本研究从培养特征,营养需求和发酵过程参数等方面进行比较与分析,发现高产菌株Streptomyces albulus GS114具有需氧量小、菌体量低、ε-PL产量高、单位菌体ε-PL合成能力强、转化率高等特点。为了进一步提高S.albulus GS114的ε-PL产量,通过提高pH冲击策略中预培养p H增加其菌体量,实现ε-PL产量达到53.49 g/L,较优化前提高了11.9%。研究结果将为ε-PL工业化生产奠定基础。     

Nisin生物合成相关基因分析

Nisin是乳酸乳球菌某些菌株产生的一种对细菌芽孢和多种革兰氏阳性菌有较好杀伤作用的小肽,广泛用于食品加工、医疗保健等诸多领域。合成Nisin的基因位于染色体上-可接合型蔗糖转座子,由三个启动nisA、nisR、nisF控制的nisA/ZBTCIPRKFEG构成,其中nisA因具有更强的启动强度,且表达诱导物和宿主菌均为食品级,方便、经济、安全,应用最为广泛。其他基因分别在Nisin合成、调控过程中起不同作用：自身保护性基因ninI、nisF、nisE、nisG的表达,使菌体获得对Nisin较好的耐受性;NisB和NisC与翻译后修饰有关;NisT可促进乳链菌肽前体转移至胞外;NisP则与nisin前体信号肽的切除有关。