3-氰基吡啶水合酶产生菌的筛选及其酶形成条件

应用富集培养和梯度底物浓度定向筛选技术,从长期被腈化物污染的土壤中筛选到一株产 3-氰基吡啶水合酶(3-cyanopyridine hydratase)活性较高的马红球菌(Rhodococcus e-qui)SHB-121.研究了该菌3-氰基吡啶水合酶的最适形成条件.在最适条件下,酶的比活力达5.3u/mg干细胞,比在初筛条件下的酶活力提高95倍,而在其细胞内共存的尼克酰胺(烟酰胺)水解酶活力很低.     

3-氰基吡啶水合酶产生菌的筛选及其酶形成条件

应用富集培养和梯度底物浓度定向筛选技术,从长期被腈化物污染的土壤中筛选到一株产 3-氰基吡啶水合酶(3-cyanopyridine hydratase)活性较高的马红球菌(Rhodococcus e-qui)SHB-121.研究了该菌3-氰基吡啶水合酶的最适形成条件.在最适条件下,酶的比活力达5.3u/mg干细胞,比在初筛条件下的酶活力提高95倍,而在其细胞内共存的尼克酰胺(烟酰胺)水解酶活力很低.     

DA-F127水凝胶包埋固定化含腈水合酶细胞

腈水合酶是一类可催化腈类化合物转化生成相应酰胺类物质的酶。含腈水合酶的游离细胞催化水合反应存在酶容易失活、细胞无法重复利用、分离纯化困难等缺陷,细胞固定化技术可有效解决这些问题。为探索合适的固定化方法,以含腈水合酶的重组E. coli细胞为研究对象,以固定化酶活回收率和批次反应情况为评价指标,筛选比较了几种常用的包埋固定化方法。结果表明,DA-F127水凝胶包埋固定化细胞不仅具有较高的酶活回收率,而且稳定性也很好。对该方法进行了固定化条件和操作稳定性优化,当DA-F127浓度为15%、UV光源距离为20cm、光照时间为6min、菌体含量为20mg/g固定化细胞时,酶活回收率为89. 74%,并且可以催化9批次150g/L的3-氰基吡啶完成转化,第九批次转化率可达98. 26%。与游离细胞催化过程相比,单位质量游离细胞的烟酰胺产量提高了12倍,具有良好的工业应用前景。     

DA-F127水凝胶包埋固定化含腈水合酶细胞

腈水合酶是一类可催化腈类化合物转化生成相应酰胺类物质的酶。含腈水合酶的游离细胞催化水合反应存在酶容易失活、细胞无法重复利用、分离纯化困难等缺陷,细胞固定化技术可有效解决这些问题。为探索合适的固定化方法,以含腈水合酶的重组E.coli细胞为研究对象,以固定化酶活回收率和批次反应情况为评价指标,筛选比较了几种常用的包埋固定化方法。结果表明,DA-F127水凝胶包埋固定化细胞不仅具有较高的酶活回收率,而且稳定性也很好。对该方法进行了固定化条件和操作稳定性优化,当DA-F127浓度为15%、UV光源距离为20cm、光照时间为6min、菌体含量为20mg/g 固定化细胞时,酶活回收率为89.74%,并且可以催化9批次150g/L的3-氰基吡啶完成转化,第九批次转化率可达98.26%。与游离细胞催化过程相比,单位质量游离细胞的烟酰胺产量提高了12倍,具有良好的工业应用前景。     

产芳香腈水解酶的恶臭假单胞菌Pseudomonas putida CGMCC3830的筛选、鉴定及发酵优化(英文)

近年来微生物腈水解酶水解腈类化合物制备有机酸已逐步受到关注。本研究分离到一株表现出较高腈水解酶活力的细菌菌株,通过形态学、生理生化实验以及16S rRNA基因序列分析将其鉴定为恶臭假单胞菌Pseudomonas putida CGMCC3830。结合单因素及响应面法对该菌株产腈水解酶的发酵条件进行了优化,获得最适培养条件为:甘油13.54 g/L,胰蛋白胨11.59 g/L,酵母粉5.21 g/L,KH2PO4 1 g/L,NaCl 1 g/L,脲1 g/L,初始pH 6.0及培养温度30℃。通过优化,酶活由2.02 U/mL提升至36.12 U/mL。对该菌株底物特异性的考察结果表明,恶臭假单胞菌腈水解酶对芳香族腈类化合物具有较高的水解活力。将其应用于烟酸的生物合成中,2 mg/mL游离细胞能90 min内将20.8 g/L 3-氰基吡啶彻底转化,制备得到相应烟酸。这些结果表明恶臭假单胞菌P.putida CGMCC3830在烟酸的规模化生产中具有一定的应用潜力。     

Ensifer meliloti 1021烟酰胺酶的酶学特性及3-氰基吡啶调控机理的研究

克隆和异源表达固氮菌Ensifer meliloti 1021烟酰胺酶(NAMase),研究其酶学特性,并探究3-氰基吡啶(3-CP)对该酶的调控机制。PCR扩增获得E. meliloti 1021烟酰胺酶基因(nam)序列,构建含nam的重组质粒并导入Escherichia coli Rosetta(DE3)中异源表达,用Ni-NTA亲和层析纯化蛋白,探究温度、pH、有机溶剂及金属离子对NAMase活性的影响,并对烟酰胺酶进行了固定化研究。结果显示,克隆得到长636 bp的nam,编码的蛋白分子量为22.6 kD,等电点(PI)为5.5。NAMase的最适pH为7.0,在30-50℃温度范围内孵育2 h酶活维持在97.1%以上,最适温度在30-70℃。Ag2+和异戊醇对NAMase的活性抑制率最大。在E. meliloti 1021野生菌株及NAMase过表达菌株转化烟酰胺的过程中3-CP会抑制烟酸的产量,这种效应并非底物抑制作用。     

硫酸酯化银耳多糖的制备及抗氧化性活性研究

采用氯磺酸-吡啶法化学合成硫酸酯化银耳多糖,对硫酸酯化反应的吡啶与氯磺酸的体积比进行优化,氯化钡-明胶比浊法测定硫酸酯化银耳多糖的取代度,并对不同取代度的硫酸酯化银耳多糖进行体外抗氧化实验。结果表明:硫酸酯化银耳多糖取代度随吡啶与氯磺酸体积比的提高而增加;当吡啶与氯磺酸体积比为4∶1,反应温度60℃,反应时间3 h时,产物的取代度为1.32,在0.8～2.0 mg/mL浓度范围内对Fenton反应产生的羟基自由基体外清除率相对于银耳多糖具有明显优势。     

滇西菜区小菜蛾发生规律及抗药性监测

掌握滇西菜区小菜蛾Plutella xylostella种群发生规律和抗药性水平,对提出区域性防控策略具有重要意义。2009-2015年,采用诱集法和浸叶法监测了滇西菜区小菜蛾种群发生动态及其对常用杀虫剂的抗药性。结果表明：滇西菜区小菜蛾全年发生,为害期有9个月,春夏季为害重,3-6月为发生高峰期,2009-2015年最高诱蛾量为290~905头/7 d,小菜蛾种群对化学杀虫剂均产生了不同水平的抗药性,其中对阿维菌素和高效氯氰菊酯的抗药性最高,达到高水平抗药性,对多杀菌素、茚虫威和溴虫腈维持在中等水平抗药性,2011年对氯虫苯甲酰胺产生了28倍的抗药性,后恢复敏感,3年后又出现抗药性的上升趋势。可见,3-6月是滇西菜区小菜蛾防控的重要时期,可选择Bt、多杀菌素、茚虫威和溴虫腈等药剂轮换使用,减少氯虫苯甲酰胺使用次数,建议停用阿维菌素和高效氯氰菊酯。     

害虫对氟虫腈的抗药性研究进展

氟虫腈是第一个商品化的苯基吡唑类杀虫剂,其作用机理是抑制γ-氨基丁酸(GABA)受体氯离子通道。氟虫腈为防治一些世界性的重大害虫包括对以前使用的杀虫剂具有严重抗性的害虫作出了重要贡献。然而,随着氟虫腈的大量使用,害虫对该药的抗药性问题受到日益关注。至今,重要的农业害虫如小菜蛾,烟粉虱、褐飞虱、白背飞虱,二化螟及斜纹夜蛾等已经对氟虫腈产生抗药性。文章就害虫对氟虫腈的抗药性发生概况、交互抗性及抗药性机理策略进行综述,以期为氟虫腈的合理使用提供理论基础。     

三株Pseudomonas sp.的吡啶降解多样性分析

目的:为了探讨3株Pseudomonas sp.对吡啶降解存在多样性.方法:基于16S rRNA和ISR序列分析,对3株分离菌株进行初步鉴定,进而通过Touch -Down PCR,对3株细菌降解吡啶的多样性进行分析.结果:3株细菌XJUHX -1、XJUHX - 12和XJUHX - 16初步鉴定为Pseudomonas,3株实验菌株的部分降解基因的扩增条带有差异.结论:同属的3株 Pseudomonas在吡啶降解上存在多样性.     

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。     

绿灰霉素生物合成途径中3-羟基吡啶甲酸起始结构单元的活化特异性

摘要:【目的】鉴定sgvS 是绿灰霉素生物合成起始结构单元3-羟基吡啶甲酸的必需基因;测定绿灰霉素起始结构单元3-羟基吡啶甲酸的活化特异性。【方法】构建sgvS 的基因失活突变株和反式回补菌株,对其发酵产物进行HPLC 分析。并在突变菌株sgvS 的发酵液中分别添加3-羟基吡啶甲酸,吡啶-2-甲酸,3-氯-吡啶-2-甲酸,4-氯-吡啶-2-甲酸,3,5-二氯-吡啶-2-甲酸,烟酸,2-氟-烟酸,2-氯-烟酸,5-氟-烟酸,6-氟-烟酸和环哌啶-2-甲酸,用HPLC 分析其代谢产物的变化。【结果】突变菌株sgvS 丧失了绿灰霉素的生产能力,sgvS 基因反式回补突变株恢复了绿灰霉素的生产能力。向突变菌株sgvS 中添加3-羟基吡啶甲酸也能恢复绿灰霉素的生产,但添加其它上述衍生物均无法恢复绿灰霉素的生产或介导产生新的结构类似物。【结论】sgvS 是绿灰霉素及其骨架起始单元3-羟基吡啶甲酸生物合成的必需基因,SgvD1 对3-羟基吡啶甲酸结构单元的激活存在着严格的底物选择特异性。     

游离细胞催化法生产丙烯酰胺的菌株改造策略

丙烯酰胺是一种重要的酰胺类化合物,其聚合产物——聚丙烯酰胺被广泛应用于三次采油、水处理、造纸、冶金等领域。以腈水合酶为核心的生物催化法,尤其是游离细胞催化法,具有转化效率高、产物纯度高以及环境友好等优点,是目前丙烯酰胺生产的主要方法;而腈水合酶及其生产菌株的性能在丙烯酰胺生产工艺中起着至关重要的作用。分别从细胞层次和酶层次对常用的生产菌株性能改造策略进行了简介,并重点阐述了目前用于腈水合酶生产菌株改造的基因重组策略。最后介绍了腈水合酶和产酶细胞的协同改造策略及改造效果。其中,通过对产腈水合酶红球菌R.ruber TH在酶和细胞层面的协同改造,重组游离细胞TH8实现了工业规模约500g/L高浓丙烯酰胺的三批次水合制备。     

转基因烟草率先打入欧洲市场

抗除草剂烟草已获欧洲联盟批准,将率先打入欧洲市场。法国官方公司SEITA定会将这种植物用于烟草生产。因导入了分离自(?)鼻克雷伯氏菌的腈水解酶基因(将(?)草腈转化为非植物毒性的3.5-二(?)-4-羟-苯甲酸),烟草对(?)草腈具有了抗性。田间试验表明,转基因烟草对比有效防治杂草所需剂量高16倍以上的(?)草腈具有完全的抗性。研究表明,处理过的转基因烟草植株在产量和烟草质量上均与未经处理的相似。田间试验持续了6年。SEITA打算在销售这种烟草前,再进行5年的培养和试验。     

可降解吡啶的全食副球菌B21-3的筛选鉴定及降解特性

【背景】吡啶作为一种难降解的有机污染物普遍存在于焦化、炼油、皮革和制药等行业的废水中,并对环境造成危害。【目的】治理废水中残留的有机污染物吡啶,筛选高效降解菌。【方法】采用富集培养和选择培养,以石家庄某污水处理厂的活性污泥为材料进行吡啶降解菌的筛选,通过形态特征、生理生化特性、(G+C)mol%测定及16S rRNA基因序列系统发育分析对筛选到的降解菌进行鉴定,并分析其对吡啶的降解特性。【结果】分离筛选到一株能以吡啶为唯一碳源和氮源生长代谢的降解菌B21-3,经鉴定该菌株为全食副球菌(Paracoccuspantotrophus)。菌株B21-3对吡啶的最适降解温度为32°C,最适降解pH为7.0,吡啶浓度为100mg/L时降解率为48.50%±0.02%;通过逐步提高吡啶初始浓度对菌株进行驯化,驯化后菌株可耐受较高浓度吡啶且吡啶降解率显著增加,吡啶浓度为100 mg/L时驯化后菌株B21-3对吡啶的降解率为90.26%±1.70%。驯化后菌株在含吡啶的无机盐平板上传代培养15代后,对吡啶的降解率为89.39%±2.03%。【结论】菌株B21-3具有较强的吡啶降解能力及降解稳定性,该菌株可作为吡啶污染水体生物修复的潜在资源。     

一种3-氰基吡啶水解酶产生菌的高通量筛选策略及应用

利用改进的羟肟酸铁分光光度比色法建立了一种简单、快速、高通量的腈水解酶筛选方法.应用该方法从土壤中筛选获得1株具有3-氰基吡啶水解酶活性的菌株CCZU10 -1,经16S rDNA序列分析,鉴定该菌为红球菌属Rhodococcus sp.;同时确定了最适反应温度、pH和金属离子添加剂分别为30℃、7.0和Ca2+ (0.1 mmol/L).在最适催化反应条件下,催化转化50 mmol/L烟腈36 h,烟酸的产率可达到93.5％.     

3-氰基吡啶水合酶的反应条件及影响因子

研究了芳腈水合酶催化水合3-氰基吡啶生成尼克酰胺的反应条件及影响因子.酶反应的最适pH为8.0,最适温度为25℃.酶在pH8.5于25℃保温4小时或在25—30℃于pH8.0保温3小时是稳定的.反应液中加入Fe~(3+)(1.5 mmol/L)可使酶活力增加 50%,而加入NH_4~+(300 mmol/L)则使酶活降低了67%.Ag~+和 Hg(2+)”强烈地抑制酶反应活性,在浓度均为 5mmol/L时,抑制率分别为99.7%和100%.NaCN(50 mmol/L)和苯甲腈(100 mmol/L)对酶活性的抑制率分别为78%和85%.该酶作用于 3-氰基吡啶的Km为62.5 mmol/L,V_(max)为85.8 μmol·min~(-1)·mg~(-1).     

3-氰基吡啶水合酶的反应条件及影响因子

研究了芳腈水合酶催化水合3-氰基吡啶生成尼克酰胺的反应条件及影响因子.酶反应的最适pH为8.0,最适温度为25℃.酶在pH8.5于25℃保温4小时或在25—30℃于pH8.0保温3小时是稳定的.反应液中加入Fe~(3 )(1.5 mmol/L)可使酶活力增加 50%,而加入NH_4~ (300 mmol/L)则使酶活降低了67%.Ag~ 和 Hg(2 )”强烈地抑制酶反应活性,在浓度均为 5mmol/L时,抑制率分别为99.7%和100%.NaCN(50 mmol/L)和苯甲腈(100 mmol/L)对酶活性的抑制率分别为78%和85%.该酶作用于 3-氰基吡啶的Km为62.5 mmol/L,V_(max)为85.8 μmol·min~(-1)·mg~(-1).     

薤白多糖的硫酸化修饰及体外抗氧化活性

为探讨薤白多糖硫酸化修饰的最佳条件,以及硫酸化修饰提高薤白多糖活性的可能性,采用氯磺酸-吡啶法对醇沉法得到的薤白多糖和柱层析纯化的3种分级薤白多糖进行硫酸化修饰,以氯磺酸-吡啶配比、反应温度和反应时间为自变量,修饰产物的硫酸基取代度(DS)为响应值,应用响应面设计法确定硫酸化修饰的最佳条件,用H2O2/Fe2+体系法和邻苯三酚自氧化法测定修饰产物的抗氧化活性。结果表明:薤白多糖氯磺酸-吡啶法修饰的最佳条件为氯磺酸∶吡啶=1∶3,反应温度65℃,反应时间2 h,此条件下硫酸根取代度为0.470,硫酸化修饰能提高薤白多糖的体外抗氧化活性。     

EPA不同意在转基因棉上使用溴苯腈

EPA决定不批准在棉花上连续使用溴苯腈(残留量在允许范围内)的申请.政府机构特别强调不允许在棉产品上使用溴苯腈及其代谢物3,5-二溴-4-羟基苄腈(DBHA).以前对在棉花上使用溴苯腈的限时注册许可截止到1998年1月1日.在食品质量保护法(the Food Quality Protection Act)下评价耐受性,EPA要保证该除草剂的所有注册用途都必须不造成饮食性的有害风险.在对实验数据进行重新审核后,EPA认定由于溴苯腈对幼儿和儿童发育有危险,故不同意扩大使用.其他考虑还包括实验室研究表明溴苯腈可以导致实验动物癌症.