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。     

吡咯喹啉醌研究进展

吡咯喹啉醌（PQQ）是继烟酰胺和黄素核苷酸之后发现的氧化还原酶的第3种辅酶,具有多种生理功能,在食品、医药及农业等行业有广泛的应用前景。我们简要综述了PQQ参与醌酶电子传递、增强微生物对极端环境的适应能力、促进植物生长、刺激神经生长因子生成等生物学功能及相关作用机制,介绍了PQQ生产菌、PQQ合成基因及PQQ生物合成的调控等方面的研究进展。     

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。     

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。     

吡咯喹啉醌合成及生产工艺研究进展

吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone, PQQ)是继烟酰胺和核黄素之后发现的第三类氧化还原酶辅因子,普遍存在于生物体中参与呼吸链电子传递,具有促进线粒体产生、清除自由基、增强细胞代谢和预防心肌损伤等生理功能,在医药、食品和农业领域具有广泛的应用前景。微生物发酵法是PQQ生产的主要方式,解析PQQ生物合成途径及其调控机制,通过代谢工程选育短周期、高产量的生产菌是PQQ工业化的研究方向之一。本文综述了PQQ的合成途径、高产菌株选育以及微生物发酵生产与分离纯化的研发工作,为深入阐释PQQ的生物合成机制和工业化生产菌株的选育提供参考。     

吡咯喹啉醌生理医学功效研究进展

吡咯喹啉醌(PQQ)是一种小分子醌类化合物,由某些细菌合成作为细菌脱氢酶氧化还原反应的辅助因子,并广泛存在于各种生物组织中。综述了其在生理医学功效方面的研究进展情况,分析其在神经退行性疾病、心脏病、解毒、消炎、抗癌、预防白内障及骨代谢疾病等方面的临床应用潜力,并对其未来在水生生物生理生态学领域的研究方向进行了展望。     

吡咯喹啉醌及其生理功能

吡咯喹啉醌（ＰＱＱ）──一种新的氧化还原酶辅基,存在于一些微生物、植物和动物组织中,参与催化生物体内氧化还原反应。研究表明ＰＱＱ具有一些重要生理功能：刺激某些植物发育及微生物和人体细胞生长;作为动物体生长发育的必需因子;清除自由基保护机体免受自由基损害;防治肝损伤;促进神经生长因子合成等。因此,ＰＱＱ具有一定的医药应用前景。     

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.     

重组酶法定量分析吡咯喹啉醌

用ＤＥＡＥ－ｓｅｐｈａｃｅｌ和ＣＭ－ｃｅｌｕｌｏｓｅ柱层析的方法从Ｃｏｍａｍｏｎａｓｔｅｓｔｏｓｔｅｒｏｎｉ菌体中纯化得到一定纯度的脱辅基的乙醇脱氢酶。在含３ｍＭＣａＣｌ２的Ｔｒｉｓ／ＨＣｌ缓冲液（２０ｍＭ,ｐＨ７．０）中,该酶能与ＰＱＱ重组成有活性的全酶,测出的全酶活性大小与外加ＰＱＱ的量成正比,从而定量分析ＰＱＱ。该法专一、灵敏、可靠。     

萜烯生物合成中关键酶的研究进展*

萜烯类化合物是一类高度多样化的天然产物,具有抗肿瘤、抗氧化及免疫调节等生理活性,因此被广泛应用于医药健康、食品、化妆品领域。然而,直接从自然资源中获取萜烯类化合物效率低、成本高,且往往对生态环境产生不利影响,不能实现绿色可持续生产。微生物合成萜烯类化合物近年来备受关注,研究人员从合成途径的构建与调控、关键酶的理性及半理性改造、发酵工艺优化等多个方面进行了探究,取得了丰硕的成果。其中,合成途径中关键酶的催化效率是影响微生物生产萜烯类化合物的重要因素。针对关键酶的研究对于提高微生物合成萜烯类化合物的能力,推动该类天然产物微生物生产的大规模应用具有重要意义。对萜烯类化合物合成途径中的3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)、1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)、异戊二烯基二磷酸合成酶(IDS)和萜烯合酶(TPS)4种关键酶的研究进行了综述,并总结讨论了如何通过代谢工程和蛋白质工程手段以及合成生物学技术调节关键酶的催化活性,提高微生物合成萜烯类化合物的效率,对未来利用微生物合成萜烯类化合物的发展进行了展望。     

人参皂苷生物合成和次生代谢工程

人参皂苷属于植物三萜皂苷类化合物,是传统名贵药材人参和西洋参的主要活性成分,具有抗炎、抗氧化作用,还有广泛的抗肿瘤作用。人参皂苷与植物甾醇共享前期代谢途径,通过2, 3-氧化鲨烯环化步骤进入三萜代谢分支途径,在三萜碳环骨架复杂修饰的基础上形成人参皂苷。综述了近年人参皂苷生物合成途径及关键酶基因研究的最新进展,揭示了人参皂苷生物合成的基本途径,对途径中关键酶的基因进行了综述,并结合次生代谢工程技术, 探讨了该技术在人参皂苷生物合成中的应用前景。     

吡咯喹啉醌(PQQ)营养作用研究进展

吡咯喹啉醌(PQQ)是细菌脱氢酶氧化还原反应的辅助因子,广泛存在于微生物、植物、动物及人体中。迄今为止,PQQ催化氧化还原反应的能力远超过已知的生物活性分子。体内外研究表明,PQQ能够刺激微生物生长,增强其对极端环境的适应能力,并对植物和动物的生长、发育和繁殖十分重要。本文阐述了PQQ的理化性质、自然分布和营养作用的研究进展,以推动其在食品、医疗及农林渔业领域的发展应用。     

KEGG数据库在生物合成研究中的应用

KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)提供了一个操作平台,即以基因组信息(GENES)和化学物质信息(LIGAND)为构建模块,通过代谢网络(PATHWAY)将基因组和生物系统联系起来,然后根据功能等级进行归纳分类(BRITE)。KEGG还为各种组学研究提供相关软件,用于代谢途径重建、遗传分析和化合物比对。作为一个综合数据库,KEGG不仅指导生物燃料、药物和新材料等生物基化学品的合成,而且致力于研究日趋严重的环境问题。系统介绍了KEGG数据库的结构、功能及其相关工具的最新进展,并展望在生物合成中的应用前景。     

嘌呤核苷及其衍生物的代谢工程

嘌呤核苷及其衍生物被广泛应用于食品和医药领域。利用诱变筛选技术可以获得嘌呤核苷类产品的工业生产菌株,但往往耗时,效率低,而且获得的某些高产菌株还存在不稳定的缺陷。菌株代谢调控与生理生化的研究为代谢工程优化嘌呤核苷类产品的合成提供了理论基础,利用代谢工程改造菌株合成嘌呤核苷也引起了研究人员的关注。系统地介绍了微生物嘌呤生物合成途径及其调控机制,综述了嘌呤核苷类产品及其衍生物的代谢工程研究进展,最后讨论了利用代谢工程改造菌株合成这些产品面临的问题及今后的研究方向。     

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...     

植物表皮蜡质生物合成及调控

植物表皮蜡质,是覆盖在陆地植物地上部分表面的一层疏水性脂类物质,是植物应对外界环境变化的第一道屏障,在抑制植物水分非气孔散失及保护植物免受病虫害入侵、紫外线辐射等方面起着重要作用。综述了近年来表皮蜡质在生物合成及调控等方面的研究进展,并对研究中存在的问题及研究前景进行了展望。     

植物芪类合成途径相关酶、基因和调控机制研究进展

植物芪类化合物,是一类具有抗菌植保作用的次生代谢产物,因具有抑菌、抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性而越来越受到重视。本文对植物芪类生物合成途径中涉及到的相关酶、基因和代谢调控机制的研究现状和应用系统生物学研究芪类生物合成途径的相关酶、基因的方法进行综述,并讨论了芪类生物合成相关酶、基因研究的重要意义和应用,以期为调节芪类产量、满足药用保健需求及植物防御、作物品质改良提供帮助。     

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。     

紫杉醇生物合成的研究进展

本文对近年来研究紫杉醇的生物合成及生物合成途径中关键酶的进展进行了评述。目前紫杉醇的生物合成途径已经基本明了,其生物合成途径中环化酶的基因已经克隆成功。在分子及基因水平上大量生产紫杉醇的曙光已经出现。