植物维生素E生物强化研究进展

维生素E是一种只能在光合组织中合成的脂溶性小分子有机化合物,是人体和动物营养不可缺少的重要维生素。由于植物中维生素E含量较低,人类大多处于慢性缺乏维生素E--“隐性饥饿”的状态,而动物饲料中则需要添加外源合成的维生素E以满足其营养需求。因此,提高植物中维生素E的含量是改善维生素E缺乏的重要途径之一。从维生素E的合成途径入手,详细地综述了维生素E合成关键酶基因的表达变化以及前体物质的含量变化对维生素E合成的影响,发现三烯生育酚和α-生育酚的生物强化效果较好,而生育酚总量提高受限;进而从遗传的角度探讨了维生素E合成受限的原因以及遗传上可能影响维生素E合成的其他代谢途径;最后结合可能影响维生素E合成的调控因子以及其前体物质的转运等方面为今后维生素E的生物强化提出了新的思路。     

作物叶酸生物强化

叶酸(folates)是一类水溶性B族维生素,包括四氢叶酸(tetrahydrofolate,THF)及其衍生物,是动植物体中参与C1转移反应的重要辅酶,在嘌呤、胸苷酸、DNA、氨基酸和蛋白质的生物合成以及甲基循环中发挥重要作用,也是动植物体生长发育所必需的微量营养素。由于人类不具备自身合成叶酸的能力,因此,需要从植物和微生物中摄取。人类缺乏叶酸会增加许多疾病风险,全球叶酸缺乏的人群仍比较普遍,利用生物强化提高作物的叶酸含量是一个解决全球性叶酸缺乏问题的有效方法,对人类生存与健康具有重要意义。现综述了近年来国内外叶酸代谢和作物叶酸生物强化的主要研究成果,并对叶酸生物强化分子设计育种的未来发展方向进行了展望。     

植物维生素E合成及其生物技术改良

维生素E是一种抗氧化剂 ,对植物、动物和人类自身都具有十分重要的作用 ,而植物则是人类维生素E的主要来源 ,因此克隆植物中维生素E合成的相关酶基因 ,对维生素E含量进行改良 ,具有重要意义。对植物中维生素E的合成途径 ,相关酶基因的克隆以及用生物技术的方法对维生素E含量进行遗传改良进行了综述。     

代谢工程在维生素生产中的应用及研究进展

维生素是维持人体生命活动必需的一类有机物质,机体本身一般不能合成或合成量不足,因此需经食物或其他强化产品获取。目前,维生素产品已广泛应用于医药、食品添加剂、饲料添加剂、化妆品等领域,而且全球对维生素的需求也是呈逐年增长态势。维生素的生产方法主要包括化学合成法和生物合成法。化学合成法通常安全隐患大、反应条件严苛、废物污染严重,相比之下,代谢工程生产维生素绿色环保安全、能耗低,因此建立微生物细胞工厂具有重大的科学意义和应用需求。文中回顾了近30年来代谢工程在维生素生产领域的研究进展,详细阐述了水溶性维生素(维生素B1、B2、B3、B5、B6、B7、B9、B12和维生素C的前体)和脂溶性维生素(维生素A、维生素D的前体、维生素E和维生素K)的生物合成研究现状,并对其发酵生产的瓶颈进行了探讨,最后对合成生物技术创建维生素生产菌种进行了展望。     

三烯生育酚研究进展

三烯生育酚和生育酚统称为维生素E,是重要的脂溶性维生素。维生素E只能在植物或者光合细菌中合成,是人类和动物必需且只能通过食物等摄取的重要维生素。一直以来,由于三烯生育酚与生育酚相比,生物活性较低且分布范围较小,人们对其研究相对较少。近些年的研究发现,由于三烯生育酚和生育酚的结构相似,因此三烯生育酚具有与生育酚相同的抗氧化等功能;但又由于三烯生育酚含有不饱和的植基侧链,使得三烯生育酚还具有一些不同于生育酚的功能,比如保护神经免受损伤、降低胆固醇、保护脑细胞免受损伤等。因此,三烯生育酚逐渐成为了研究热点。根据维生素E的生物合成途径,人们也开始了对三烯生育酚的生物强化研究,其合成途径中第一个关键酶基因HGGT的过表达是目前三烯生育酚含量提高的最有效途径;将来还需结合其合成调控的分子机制及其吸收利用问题,开发针对三烯生育酚的功能型产品。从三烯生育酚的合成途径、生物学功能、生物强化等方面进行了综述,并对今后的研究重点提出了展望。     

高等植物维生素C和维生素E代谢调控

维生素C和维生素E是植物自身合成的抗氧化剂,对植物发育具有重要调控作用。本文对近年来高等植物维生素C和维生素E合成途径、代谢调控、关键酶基因的克隆和转化进行了论述,分析两种维生素之间的相互作用,对该领域未来的研究方向进行了展望。     

植物维生素E基因工程研究进展

维生素E(vitamin E)是一种脂溶性维生素,是生物体内最主要的抗氧化剂之一。本文综述了植物维生素E的合成途径及所涉及的相关基因,针对提高植物中维生素E含量的基因工程改造,提出三条途径,即提高代谢底物水平、提高植物生育酚总量和提高α 生育酚比例,分析了维生素E基因工程改造过程中需要考虑的因素,最后展望了未来作物维生素E的品质改良的研究方向。     

辣椒维生素C生物合成及代谢研究进展

维生素C(抗坏血酸,AsA)是高等动物和少数生物必须的营养素,在动物和植物体内都有重要的生理功能。随着研究发现,AsA对抗氧化胁迫的病症具有良好的防护作用。这也正是人们关心和研究植物合成和积累AsA的主要原因。近年来,对其合成、代谢、功能、调控、利用等方面研究也日益广泛和深入。本研究就辣椒维生素C合成途径、代谢途径和相关酶的研究进行介绍,并进一步对其研究方向进行展望,从而较全面地概述维生素C生理代谢,有助于进一步了解维生素C的作用机理,为以后的研究提供参考。     

增大罐压提高脱氮假单胞菌发酵生产维生素B12的产量

【目的】提高发酵罐的罐压,增加维生素B12的产率。【方法】利用常规代谢通量分析(MFA)方法,对脱氮假单胞菌生产维生素B12的发酵过程进行研究。【结果】发现随着VB12合成速率的加快,磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化生成草酰乙酸(OAA)的通量明显加大,以满足维生素B12合成对前体的需求。根据该分析结果,对发酵工艺进行了改进,即在脱氮假单胞菌进入合成维生素B12阶段时,提高发酵罐的罐压,增加发酵液中二氧化碳的溶解度,从而强化了羧化回补途径。维生素B12的产率明显增加,发酵160 h的产物浓度为176 mg/L,比对照批次终浓度147 mg/L高出了19.7%。【结论】通过增大罐压提高了脱氮假单胞菌进入合成维生素B12的产量。     

维生素B型氨基酸衍生维生素的生物合成及功能研究

氨基酸衍生维生素是以氨基酸为前体合成的维生素,主要为维生素B和E家族的维生素,其生物合成方式主要为氨基酸整合和转氨作用。氨基酸衍生维生素在大多数真核生物中主要是作为辅被用物和辅因子,缺乏某些维生素会使动植物患病。本文主要对氨基酸衍生维生素中的维生素B家族的生物合成及功能进行综述,概述了氨基酸在B族维生素生物合成中的作用、不同物种中B族维生素的含量水平以及B族维生素的作用。     

拟南芥和作物中维生素C 生物合成与代谢研究进展

维生素C(vitamin C, Vc)是动植物体内含量较为丰富且发挥着重要功能的小分子物质。该文综述了近年来以模式植物拟南芥为实验材料研究Vc生物合成和代谢取得的进展, 并对作物中类似的研究进行了概述。总结的信息对于在作物中进一步 开展Vc合成与代谢研究并通过分子育种提高作物的抗逆性和营养价值具有参考意义。     

拟南芥和作物中维生素C生物合成与代谢研究进展

维生素C（vitaminC,Vc）是动植物体内含量较为丰富且发挥着重要功能的小分子物质。该文综述了近年来以模式植物拟南芥为实验材料研究Vc生物合成和代谢取得的进展,并对作物中类似的研究进行了概述。总结的信息对于在作物中进一步开展Vc合成与代谢研究并通过分子育种提高作物的抗逆性和营养价值具有参考意义。     

植物中维生素E的生物学功能研究进展

维生素E又称生育酚,是人类和动物营养所必需的一类脂溶性的维生素。维生素E只能在植物和光合细菌中合成,人类和动物只能通过摄入植物性食物或药物进行补充。与人类和动物相比,植物中维生素E的生物学功能研究进展相对缓慢。近些年得益于转基因植株或者植物突变体材料的获得,维生素E在植物体内的功能研究得到了迅速发展。综述了维生素E在种子萌发、植株生长发育、衰老过程、糖类运输、信号转导以及对逆境的响应等方面的生理功能,并对未来的研究提出了展望,以期为维生素E的基础和应用研究提供参考。     

植物果实中维生素C合成代谢及其基因表达研究

维生素C(Vitamin C),又名抗坏血酸（Ascorbate acid,AsA）,是生物体中具有多效功能的必需化合物。整理了植物果实中维生素C的生理功能以及其中参与维生素C合成的L-半乳糖途径、D-半乳糖醛酸途径、L-古洛糖途径、肌醇途径和维生素C循环途径,并分析了相关基因的功能和表达。对参与维生素C合成与循环的16个基因：PMI、PMM、GMP、GME、GGP、GPP、GalDH、GLDH、GalUR、MIOX、GuLDH、MDHAR、DHAR、AO、APX、GR,及其在维生素C代谢途径中的作用进行了综述。植物果实中维生素C合成代谢途径多样,关键基因的表达会在不同程度上影响其合成代谢,了解植物果实中维生素C合成代谢及相关基因的功能和表达,可为生产富含维生素C的转基因水果和蔬菜奠定基础。     

水溶性维生素在植物体内的合成

由于植物基因组的快速发展,研究者借助酵母和细菌等微生物的相关信息,使大多数水溶性维生素在植物体内的生物合成途径得以在分子水平上阐明.本文就近年来植物水溶性维生素的生物合成途径、合成场所等研究进展进行了概述,并就植物和微生物水溶性维生素合成途径的关系进行了比较.     

利用基因工程提高植物维生素E营养品质的策略

维生素E是一种对植物、动物和人类都具有重要作用的脂溶性维生素。而植物则是人类维生素E的主要来源。对维生素E的结构和合成途径进行了简单的介绍,并重点综述了利用基因工程提高植物维生素E营养品质的策略。这些策略主要包括导入编码影响维生素E总量相关酶的基因来提高维生素E的总量;导入编码影响维生素E组成相关酶的基因,提高α-生育酚在总生育酚中所占的比例,从而提高维生素E的活性。     

RUS家族对植物生长发育的调控作用

叶绿体基因组编码许多参与光合作用和其他代谢过程的关键蛋白质,在叶绿体中合成的代谢物对于植物正常的生长发育至关重要。根对紫外线-B辐射敏感[Root-UVB (ultraviolet radiation B)-sensitive, RUS]蛋白属于叶绿体蛋白,由高度保守的DUF647结构域组成,在参与植物形态发生、物质运输和能量代谢等多种生命活动的调控中发挥作用。本文就近年来关于RUS家族在植物的胚胎发育、光形态建成、维生素B6稳态、生长素转运和花药发育等生长发育过程中的相关研究进行回顾和总结,为深入研究其在植物生长发育中的分子调控机制提供了参考。     

天然维生素E的研究进展

维生素E是一类脂溶性、具抗氧化功能的维生素,按其来源可分为天然维生素E和人工合成维生素E.对天然维生素E的功能、生物合成途径以及相关酶基因的研究方面进行了综述.其中,维生素E合成相关酶基因已经克隆及定位,尤其VTE5的发现,为生育酚合成研究开辟了一条新途径.人们已经开始利用基因工程技术研究提高植物天然维生素E产量的方法.     

添加物对枯草芽胞杆菌γ-聚谷氨酸合成代谢的影响

在枯草芽孢杆菌HCUL-B115代谢网络和发酵特性研究的基础上,通过添加适量的氨基酸、有机酸和维生素对聚γ谷氨酸(γPGA)发酵进行合成代谢进行研究。结果发现,大部分添加物对聚γ谷氨酸的积累都有一定的影响,特别是L谷氨酸、L苯丙氨酸、L精氨酸、L天冬氨酸、L缬氨酸、延胡索酸、草酸、丙二酸、烟酸、维生素B6和抗坏血酸等添加物对菌株HCUL-B115合成聚γ谷氨酸有明显促进作用,添加后产率比不添加任何物质提高20%左右。从代谢层面上分析,这些添加物除了促进菌体自身生长之外,同时防止了菌体对各添加物的过量合成,强化了菌株HCUL-B115合成聚γ谷氨酸的代谢途径。     

提高植物维生素含量的基因工程

维生素是维持生物正常生长发育必需的一大类微量营养物。对利用基因工程的方法提高植物中维生素A、E和C含量的研究进展作了综述 ,指出了该类研究的一般方法并对未来做了展望。