通过转座诱变筛选甲基营养菌吡咯喹啉醌合成缺陷突变株

目的:对电转化等Tn5转座诱变条件进行优化,获得大量甲基营养菌MP688突变株,筛选吡咯喹啉醌(PQQ)合成缺陷突变株,并对失活基因进行鉴定。方法:通过电击方法对MP688株进行Tn5转座诱变;通过检测PQQ产量,选择不产或几乎不产PQQ的突变株,用质粒拯救的方法鉴定突变基因。结果和结论:确定了MP688株电击转化的最优条件,优化了质粒拯救法鉴定突变基因的实验方案,得到了1株PQQ合成明显降低的突变株RM16,并确定了转座子在染色体上的插入位点。     

吡咯喹啉醌生物合成研究进展

吡咯喹啉醌(PQQ)是一种较新近发现的氧化还原酶的辅酶,对微生物及动植物均具有重要生理作用。已知能产生PQQ的生物仅限于某些革兰阴性细菌,已分离得到几种不同来源的PQQ生物合成基因,其序列具有一定的保守性。PQQ的生物合成涉及4～7个基因,这些基因一般成簇排列。业已证明,谷氨酸和酪氨酸是PQQ合成的前体物质。对各个基因的功能已有不同程度的了解,但PQQ的生物合成途径还尚未阐明。     

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...     

一株吡咯喹啉醌产生菌的筛选和初步鉴定

目的:筛选新的吡咯喹啉醌(PQQ)产生菌株。方法:收集土壤样品富集培养,分离菌株,NBT染色法快速筛选PQQ产生菌,经Native-PAGE复筛,NBT-Gly法和分光光度法相结合测定菌株PQQ产量;选取产量最高的1株菌考察菌株生长条件,扩增16S rDNA并测序,Blast比对分析确定菌株分类位置。结果:从500余份土壤样品中筛选得到1株PQQ产生菌T28,PQQ产量达13.3 mg/L。该菌株16S rDNA序列与生丝微菌的同源性为96%,确定了T28的最适生长培养基配方。结论:从土壤中筛选到1株新的PQQ产生菌,命名为生丝微菌T28。     

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。     

吡咯喹啉醌的生物合成及其应用

70年代以前,发现有的细菌甲醇脱氨酶（MDH）辅基的某些性质与喋啶的相似,猜测其是一种喋啶衍生物。直到1979年,Salishury等［1］采用X-射线衍射技术,分析了假单胞菌（Pseudomonassp．）TPIMDH辅基的丙酮加成物晶体结构,才首次阐明该辅基的分子结构,并命名为吡咯喹啉醌（P     

适应性驯化选育高产吡咯喹啉醌的生丝微菌突变株

吡咯喹啉醌(PQQ)广泛存在于生物体内,具有促进机体生长、维护线粒体功能、促进神经生长因子合成和调节机体自由基水平等生理功能,在医药、食品和化妆品领域具有广阔的应用前景。为提高脱氮生丝微菌Hyphomicrobium denitrificans FJNU-6的PQQ生产性能,文中以高浓度甲醇为拮抗因子进行实验室适应性定向驯化,通过光谱法快速筛选体系,选育PQQ高产正突变株。6轮适应性驯化后,每轮驯化的正向突变率达到90%以上,产量提高1倍的突变株达到10%左右。最后,利用5L发酵罐对突变株FJNU-R8进行分批补料培养,相较于出发菌株,突变株在不同甲醇浓度下pqq和moxF基因簇的表达量较高且差异较小,甲醇消耗和生长速度较慢,PQQ产量达到1 087 mg/L (143 h),单位细胞产量提高了1.42倍,展现出良好的工业应用潜力。文中所述的适应性定向驯化结合快速筛选体系能简单、快速地获得高产PQQ的生丝微菌突变菌株,对其他甲基营养菌高产PQQ突变株的高通量筛选具有借鉴作用。     

甲醇利用型吡咯喹啉醌产生菌的筛选及鉴定

从虎杖内生细菌和黏细菌中筛选吡咯喹啉醌(PQQ)产生菌。采用3种以甲醇为唯一碳源的培养基对160株供试菌株进行摇瓶培养发酵,发酵产物采用光谱学分析法及HPLC法筛选。结果显示,通过初筛和复筛共得到甲醇利用型菌134株,PQQ产生菌4株,其中菌株083114的PQQ产量为64.34 mg/L。菌株083114的16S rRNA基因序列分析结果显示,其序列与酸快生芽孢杆菌(Bacillus acidiceler)的系统发育关系最近。虎杖内生细菌及黏细菌中存在PQQ产生菌。     

吡咯喹啉醌产生菌筛选方法建立及菌种筛选

吡咯喹啉醌(PQQ)是一种氧化还原酶的辅酶,具有多种生理功能。扩增得到大肠杆菌葡萄糖脱氢酶(GDH)基因,并利用表达载体pET28a在E.coli BL21(DE3)中进行了表达。纯化了可溶性表达产物,并建立了基于GDH的重组酶法分析PQQ的方法。确定了甲基营养菌筛选模型,从2000余份土样中分离得到一株PQQ高产生菌MP606,在未经培养条件优化及诱变选育的条件下PQQ产量达113mg/L。从该菌培养液中制备得到了产物的结晶,HPLC分析、特征光谱分析以及酶法分析均证实该产物为PQQ。扩增并分析了MP606的16S rDNA序列,结果显示该菌16S rDNA序列与12种甲基营养菌都具有95%以上同源性,其中与食甲基菌属两菌株的16S rDNA序列同源性达99%。     

基于Methylovorus sp.J1-1基因组尺度代谢网络优化吡咯喹啉醌合成

通过构建Methylovorus sp.J1-1基因组尺度代谢网络模型(genome scale of metabolic network model,GSMM),发掘能够提升吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone,PQQ)产量的发酵策略和相关靶基因.基于其注释的基因组和生化信息,构建J1-1的G...     

新辅基吡咯喹啉醌(PQQ)生物合成基因研究进展

吡咯喹啉醌（Ｐｙｒｏｌｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ－Ｑｕｉｎｏｎｅ,ＰＱＱ）是氧化还原酶的新辅基。它在细菌体内是由一组排列成簇的相关基因即ｐｑｑ基因控制合成的。根据不同细菌来源ｐｑｑ基因的同源性和对应关系,可将ｐｑｑ基因归为７类：簇基因１～７。在Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒｃａｌｃｏａｃｅｔｉｃｕｓ中存在其中四个,ＫｌｅｂｓｉｅｌａＰｎｅｕｍｏｎｉａｅ和ＭｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍＯｒｇａｎｏｐｈｉｌｕｍＤＳＭ７６０中６个,而Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｅｘ－ｔｏｒｑｕｅｎｓＡＭ１中存在全部７个簇基因。簇基因１编码一个由２２～２９年氨基酸组成的小肽,此小肽可能是ＰＱＱ的前体,簇基因２可能涉及ＰＱＱ跨膜转运,簇基因３可能负责ＰＱＱ合成的最后一步酶催化,簇基因５可能涉及ＰＱＱ合成中某种酶的辅因子合成,簇基因６和７可能负责小肽的加工。簇基因４功能还不清楚,但在Ｍ．ｅｘｔｏｒｑｕｅｎｓＡＭ１中簇基因３和４是以融合基因存在的。     

酵母过氧化物体生物合成缺陷突变株的诱变、筛选和鉴定

过氧化物体对生物的生长和发育非常重要,人类很多疾病就是由于过氧化物体生物合成缺陷引起。以解脂耶氏酵母E122为出发菌,采用硫酸二乙酯诱变,获得了两株过氧化物体生物合成缺陷突变株,其中一株为温度敏感的突变株。在正常生长条件下,突变株的免疫荧光分析显示弥散的染色模式,且在电镜下观察不到过氧化物体的形态结构。将克隆于表达载体pINA445上的目前所发现的与过氧化物体生物合成有关的基因转化这两株突变株,发现它们均不能恢复其在含油酸的培养基上的生长,表明这两个突变株是由与过氧化物体生物合成相关的新基因的突变引起。这两个突变株的获得为参与过氧化物体生物合成的新基因的发现奠定了基础。     

高产吡咯喹啉醌扭脱甲基杆菌的高通量选育

吡咯喹啉醌(PQQ)是一种细菌脱氢酶的辅酶,具有促进机体生长、调节机体自由基水平等功能,应用于食品、医药等领域。由于化学合成法成本较高,微生物发酵法生产PQQ受到关注。目前,发酵法生产PQQ产量较低,限制了其工业应用。然而,由于对PQQ菌株的合成与调控机制尚缺乏深入理解,以及对野生型菌株缺乏必要的基因工程改造手段,目前采用代谢工程强化PQQ合成菌株还缺乏相关基础。因此,本研究以扭脱甲基杆菌Methylobacterium extorquens I-F2为研究对象,整合常压室温等离子体诱变、流式细胞术分选和高通量筛选策略,对样品制备和流式分选过程进行优化,最终筛选出一株PQQ高产突变菌株1-C6,PQQ产量比出发菌株I-F2提高98.02%。本文所述的流式细胞术结合高通量筛选方法能简单、快速地获得高产突变菌株,相比于基因工程改造和传统筛选方法,具有提升效果明显且易于实施等优势。     

常压室温等离子体诱变扭脱甲基杆菌AM1高产吡咯喹啉醌

吡咯喹啉醌(Pyrroloquinoline quinone,PQQ)作为一种新型的氧化还原酶辅酶,在医药和食品等领域有广阔的应用前景。为改善扭脱甲基杆菌Methylobacterium extorquens AM1 PQQ生产性能,采用常压室温等离子体(Atmospheric and room temperature plasma,ARTP)进行诱变,结合高通量快速筛选方法,得到以PQQ产量为指标的正向突变株。ARTP诱变的菌株正突变率为31.6%,筛选得到的较优正突变株M.extorquens AM1(E-F3),PQQ产量达到54.0 mg/L,是出发菌株的近3倍。系统的高通量方法筛选ARTP诱变菌为后续进一步提高M.extorquens AM1菌株PQQ的产量奠定了基础,亦为改善菌株生产性能提供了新思路。     

吡咯喹啉醌（PQQ）的研究进展

吡咯喹啉醌是一种与烟酰胺核苷酸、黄素核苷酸不同的新型辅基.近年来,荷兰、日本等学者对它进行了初步研究,而国内研究起步较晚,文章综述了吡咯喹啉醌的发现、分离纯化、鉴定、理化性质以及生理功能,这有利于进一步研究吡咯喹啉醌的分布、产生机理、生物学性质、生理功能及其应用.这将对促进酶学学科的发展具有重要的理论和实践意义.     

5株生物合成GABA酵母菌株的分离、筛选和鉴定

从水果表皮、果园土、酒曲、泡菜等场所分离筛选到5株产生1-氨基丁酸（GABA）酵母菌菌株,其中4#酵母菌株的GABA产量最高,为3．653g／L。通过形态特征观察和生理生化特征测定,5株酵母菌株分别鉴定为3#属于酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）,4#和LJ3属于葡萄汁酵母（Saccharomyces uvarum）,MQ属于红冬孢酵母（Rhodosporidium toruloides）,JQ属于红酵母（Rhodotorula glutinis）。     

枯草芽孢杆菌抗药性突变株的筛选

从土样中分离出枯草杆菌,采用梯度平板法,利用链霉素,氯霉素,红霉素,四环素四种抗生素,对自然界中和经过紫外线诱变的菌株进行了抗药性突变株的筛选,我们发现分离出自然状态下的枯草杆菌没有抗药性,而经过紫外线诱变后,能够筛选出对链霉素具有抗药性的菌株.     

3种检测吡咯喹啉醌的方法比较

目的:研究和比较3种检测吡咯喹啉醌(PQQ)的方法,确定各种方法的特点和适用范围。方法:设计和改进了3种检测PQQ的方法,分别为活性电泳法、光谱法和NBT-Gly法,探讨其检测限和线性范围、精密度、样品检测和加样回收率。结果:活性电泳法专一性好,具有很高的灵敏度,可检测到12.6 ng/mL PQQ,可靠但准确性较差;NBT-Gly法操作简便,可用于大量样品的检测,但重复性不佳;光谱法精密度较好,但样品中存在吸光物质时对检测结果影响较大。结论:活性电泳法、光谱法和NBT-Gly法均可用于PQQ的检测,活性电泳法适于培养上清等复杂样品的粗略定量,NBT-Gly法适于大量样品的检测,光谱法适于纯度较高的PQQ的定量。     

一株新的产吡咯喹啉醌甲基营养菌全基因组测序和比较基因组学分析

【背景】由于甲基营养菌被发现的时间较短,而且可以生产吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone,PQQ)的甲基杆菌属细菌只有少数菌株的全基因组序列被公布,增加了该类细菌基因组学和生物代谢途径研究的难度。【目的】将本实验室筛选的PQQ生产菌经多种诱变方式处理,用于提高PQQ的发酵产量。对高产突变菌株进行全基因组解析,以探究甲基杆菌PQQ合成的分子机制,为后续分子育种提供序列背景信息。【方法】将野生型PQQ生产菌株进行紫外诱变、亚硝基胍诱变、甲基磺酸乙酯诱变、硫酸二乙酯诱变和紫外-氯化锂复合诱变。将突变菌株利用PromethION三代测序平台和MGISEQ-2000二代测序平台测序,然后进行组装和功能注释。组装得到的全基因组序列与模式菌株扭脱甲基杆菌AM1 (Methylobacterium extorquens AM1)进行比较基因组学分析。【结果】经11轮诱变获得一株突变菌株NI91,其PQQ产量为19.49mg/L,相较原始菌株提高44.91%。突变菌株NI91的基因组由一个5 409 262 bp的染色体组成,共编码4 957个蛋白,与模式菌株M. extorqu...