L-核糖的生产研究进展

L-核糖是合成许多抗病毒药物的关键中间体,自然界和生物体中并不存在。L-核糖的制备方法有化学合成法和生物合成法。与化学合成法相比,生物合成法对环境更加有利。生物合成法是应用微生物及其酶以核糖醇或L-阿拉伯糖为原料生产L-核糖。综述了L-核糖的制备方法以及产品的分离纯化技术,并对L-核糖的研究现状和前景进行了展望。     

小分子靶标的核糖开关生物传感器研究进展

小分子化合物种类繁多,在众多生化过程中发挥关键作用,具有重要的检测意义与价值,其快速灵敏可视化检测技术的开发是当前的研究热点。基于核糖开关的生物传感器因具有识别特性高、操作简便、成本低等优势,为小分子检测提供了一条新途径。对核糖开关的来源、构成、调控机制、体内外筛选,特别是对基于小分子靶标的核糖开关生物传感器分类进行了介绍,并从核糖开关的筛选、裁剪、理性设计、核糖开关无细胞传感器的应用等几个方向提出了展望,以期为小分子靶标的核糖开关生物传感器的发展和应用提供理论依据。     

L-六碳糖形成机制的研究进展

糖及其衍生物在许多初级或次级代谢过程中发挥着重要作用。糖结构与功能的多样性和糖在疾病诊断与治疗中的重要性推动了糖生物学的快速发展。D型糖,尤其是D-六碳糖在糖中占据着主导地位,L-六碳糖也是许多重要糖蛋白复合物、多糖及抗生素的组成成分。了解L-六碳糖的形成机制有助于理性改造糖的结构并开发其应用价值。L-六碳糖通常由3,5位差向异构酶或5位差向异构酶催化D-六碳糖的C5位异构化形成,这种转变赋予了糖在构型上的多样性,并在许多天然产物中起决定生物活性的作用。对3,5位差向异构酶和5位差向异构酶的功能及晶体结构的研究揭示了L-六碳糖的形成机制。本文综述了L-六碳糖形成过程中不同类型的3,5-位差向异构酶和5-位差向异构酶的催化机制,揭示L-六碳糖在生理和医药领域的重要意义。     

亮氨酸脱氢酶偶联NADH再生体系合成L-2-氨基丁酸

文中以大肠杆菌BL21(DE3)为宿主,构建两株分别共表达亮氨酸脱氢酶(LDH,来源蜡样芽孢杆菌)/甲酸脱氢酶(FDH,来源水生弯杆菌)和亮氨酸脱氢酶(LDH,来源蜡样芽孢杆菌)/醇脱氢酶(ADH,来源红球菌)的重组大肠杆菌。通过偶联两种不同NADH再生体系,以L-苏氨酸为起始原料,利用苏氨酸脱氨酶(L-TD)与LDH-FDH或LDH-ADH一锅法合成L-2-氨基丁酸,并对LDH-FDH工艺和LDH-ADH工艺进行对比优化。LDH-FDH工艺的最适反应pH为7.5,最适反应温度为35℃,通过加入50 g/L甲酸铵、0.3 g/L NAD+、10%LDH-FDH粗酶液(V/V)和7 500 U/L的L-TD酶液,对L-苏氨酸进行分批补加,以便控制2-丁酮酸浓度小于15 g/L,反应28 h,实现了L-2-氨基丁酸的产量为161.8 g/L,产率97%。LDH-ADH工艺的最适pH为8.0,最适反应温度为35℃,通过加入0.3 g/L NAD+、10%LDH-ADH粗酶液(V/V)及7 500 U/L的L-TD酶液,分批补加L-苏氨酸及1.2倍摩尔量异丙醇,以便控制2-丁酮酸浓度小于15g...     

L-山梨糖脱氢酶的纯化及性质的研究

从５Ｌ罐发酵Ｌ－山梨糖的Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒ　ＳＣＢ３２９和Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ　ＳＣＢ９３３混合菌株中差速离心收集ＳＣＢ３２９菌体,破碎,离心获得无细胞抽提液,硫酸铵分级沉淀蛋白后依次经ＤＥＡＥＣｅｌｌｕｌｏｓｅ ５２和Ｑ Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ＦＦ柱层析分离得到了Ｌ－山梨糖脱氢酶（ＳＤＨ）,它能将Ｌ－山梨糖脱氢氧化为Ｌ－山梨酮,ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳测得分子量约为６０ＫＤ。动力学性研究表明它为一个典型的Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ－Ｍｅｎｔｅｎ氏酶,对Ｌ－山     

混合菌发酵L-山梨糖生产Vc前体2-酮基-L-古龙酸研究进展

利用混合菌发酵L-山梨糖生产2-酮基-L-古龙酸(2-KCA),再经化学转化合成维生素C(Vc),是我国工业生产Vc的主要途径,具有简化工艺,减少污染,降低能耗等诸多优点.从菌系组合、菌种选育、代谢途径与酶学特性、工程菌构建、伴生作用机制及发酵工艺等方面出发,综述混合菌发酵L-山梨糖生产Vc前体2-KGA的研究现状和最新进展,并提出进一步研究和探索的方向.     

酶法生产L-高苯丙氨酸的研究进展

L-高苯丙氨酸(L-homophenylalanine,L-HPA)作为一种重要的非天然氨基酸,是合成治疗高血压的普利类药物等的关键中间体,具有广阔的市场前景。目前L-高苯丙氨酸的合成主要依赖于化学法,但化学合成L-高苯丙氨酸具有原料昂贵、步骤繁琐和污染严重等缺点,限制了广泛应用。因此,国内外研究者对L-高苯丙氨酸的酶法生产进行了深入的研究。本文就目前酶法合成L-高苯丙氨酸的工艺,包括脱氢酶法、转氨酶法、海因酶法和脱羧酶法的研究进展进行了综述,为酶法合成L-高苯丙氨酸提供一定的借鉴,为最终实现L-高苯丙氨酸的酶法工业化生产奠定基础。     

L-脯氨酸-4-羟化酶的异源表达和合成反式-4-羟基-L-脯氨酸的条件优化

L-脯氨酸-4-羟化酶(L-Proline-4-hydroxylase,P4H)是依赖α-酮戊二酸(α-KG)和Fe2+的双加氧酶成员之一,在反式-4-羟基-L-脯氨酸(trans-4-hydroxy-L-proline,t-4Hyp)等重要手性化合物的生物合成中发挥关键作用。本研究构建了来源于Bradyrhizobium japonicum USDA 6的P4H重组大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)/p ET-28b-p4h BJ,SDS-PAGE和酶活检测结果表明,该菌株具有表达可溶性P4H和催化合成t-4Hyp的能力。通过优化,确定了该重组菌全细胞催化合成t-4Hyp较优的反应体系和条件:10 m L p H 6.5 80 mmol/LMES缓冲液、9 mmol/L L-Pro,6 mmol/L L-抗坏血酸,6 mmol/Lα-KG,0.8 mmol/L Fe SO4·7H2O,反应温度为35℃;在20 g/L湿细胞的催化反应中,t-4Hyp的合成量达到34.86 mg/L,比优化前(17.53 mg/L)提高了98.86%。该工作为进一步利用P4H生物催化法合成t-4Hyp奠定了一定的技术基础。     

酮古龙酸菌WB0104中L-山梨糖脱氢酶的分离和性质研究

从两步法生产维生素C重要前体2-酮基-L-古龙酸(2-Keto-L-gulonic acid, 简称2-KLGA)的第二步转化菌酮古龙酸菌Ketogulonigenium sp.WB0104的细胞质中,经SP- Sepharose Fast Flow、DEAE-CL6B和凝胶过滤的方法,分离到了L-山梨糖脱氢酶(L-Sorbose Dehydrogenase , 简称SDH),质谱测定该酶分子量为60.499kd,而用凝胶过滤法测定其分子量为139.053±4.96kd,由此推测该酶为具有两个相同亚基的二聚体;辅基分析表明SDH含有辅基pyrroloquinoline quinone(PQQ).以L-山梨糖(L-Sorbose)为底物,2, 6-Dichlorophenolindophenol(DCIP)为电子受体,SDH具有明显的脱氢酶活性;以L-Sorbose为底物的Km值为23.94mmol/L.在无细胞体系中,在phenazine methosulfate (PMS)存在的情况下,SDH能将底物L-Sorbose直接转化为2-KLGA.     

来自Staphylococcus aureus N315的2-脱氧-D-核糖5-磷酸醛缩酶的工程菌构建、表达纯化与性质鉴定

利用基因挖掘在数据库中发现一种来自Staphylococcus aureus N315的潜在DERA(SaDERA),将其基因密码子优化后实现了在大肠杆菌中的表达,重组酶经纯化后研究了其催化性质。结果表明:构建的工程菌具有较高的可溶表达量(占总蛋白的70%),通过简单的一步纯化即可得到电泳纯的酶;SaDERA是一种同源二聚体的酶(5.7×104),其最适反应条件是pH 7.7和45℃;SaDERA具有良好的碱耐受性,在pH 11.0、25℃的条件下温浴24 h后仍有93%的残余活力;SaDERA具有良好的乙醛耐受性,在0.3 mol/L乙醛浓度、25℃下,30 min内保持了70%以上的残余活力;乙醛连续自缩合产物被纯化并鉴定,所得产品为两次缩合产物。     

利用植物生物反应器生产药用蛋白质

植物生物反应器是一种安全、环保、廉价的生产系统。它已成为生产药用蛋白质的理想载体并受到广泛的关注。目前,生物反应器通过靶向表达来提高外源蛋白质产量取得了一定的效果。本文简要介绍了生物反应器的选择,并着重阐述了通过在空间上的定位表达和时间上的诱导表达来提高药用蛋白质产量方面的最新研究进展,同时展望了未来的发展前景。     

Pictet-Spengler酶的研究进展

Pictet-Spengler(P-S)反应通常是指β-芳基乙胺在酸性条件下与醛或者酮发生缩合后环化形成四氢异喹啉或β-咔啉类生物碱结构的一类化学反应。而催化这类高度立体选择性和区域选择性反应的酶称为PictetSpenglerase(P-S酶)。P-S酶是一类重要的活性产物生物合成催化酶,广泛分布于吗啡、那可丁、奎宁、小檗碱、阿吗灵等临床药物以及一些先导化合物的生物合成途径中,应用开发前景广阔。鉴于此,文中对P-S酶的发现、功能鉴定、生物学特性以及催化应用等方面的研究进展进行了归纳总结,以期为P-S酶的后续发掘及系统研究提供良好的借鉴和参考。     

秀丽隐杆线虫2型糖尿病模型研究进展

秀丽隐杆线虫是一种结构简单且与人类基因在功能上具有高度保守性的模式生物,因其特点鲜明,所以广泛应用于人类疾病研究中,并在2型糖尿病研究中备受关注。目前,2型糖尿病发病机制尚未完全明确,现有的治疗手段会对人体带来许多副作用。利用秀丽隐杆线虫建立2型糖尿病研究模型,与其他2型糖尿病细胞模型和动物模型相比会带来不同的研究策略。本文综述了近年国内外秀丽隐杆线虫模型在2型糖尿病中相关研究进展,为后续研究提供理论参考。     

制药工程专业微生物学教学改革与实践

针对制药工程专业的培养目标,对微生物学的教学内容、教学方法进行了改革,建立了＂基础＋专业＂的内容体系和多样式互动教学方法,结果表明,新的教学模式有利于培养学生的学习主动性和兴趣,取得了较好的教学效果。     

合成生物技术生产甾体激素中间体的研究展望

甾体类药物是销售额仅次于抗生素的世界第二大类药物,不同的甾体药物分子结构均由甾体激素中间体衍生而来。甾体激素中间体的传统生产方法包括植物提取皂素法和化学全合成法,其对环境有害,反应产物结构不唯一且成本较高,不利于工业化生产。目前主要的生产工艺是利用微生物对特殊原料进行转化的半合成法,但会遇到微生物酶转化率低、发酵周期长等问题。合成生物学的出现为构建利用糖为唯一碳源生产甾体激素中间体的人工细胞提供了理论上的可行性和可靠的技术支持。重点综述了合成生物技术在甾体激素中间体生产中的应用,以有利于工业发酵的酿酒酵母、分枝杆菌等为底盘细胞,通过引入外源合成功能模块,实现胆甾醇、雄烯二酮等甾体激素中间体的生物合成,并对合成生物技术在医药生产方式转变中的应用进行了展望,以期推动甾体类药物生物制造技术的进步。     

Validated spectrofluorimetric method for the determination of clonazepam in pharmaceutical preparations

A simple, highly sensitive and validated spectrofluorimetric method was applied in the determination of clonazepam (CLZ). The method is based on reduction of the nitro group of clonazepam with zinc/CaCl₂, and the product is then reacted with 2‐cyanoacetamide (2‐CNA) in the presence of ammonia (25%) yielding a highly fluorescent product. The produced fluorophore exhibits strong fluorescence intensity at ?_em = 383 nm after excitation at ?_ex = 333 nm. The method was rectilinear over a concentration range of 0.1–0.5 ng/mL with a limit of detection (LOD) of 0.0057 ng/mL and a limit of quantification (LOQ) of 0.017 ng/mL. The method was fully validated and successfully applied to the determination of CLZ in its tablets with a mean percentage recovery of 100.10 ± 0.75%. Method validation according to ICH Guidelines was evaluated. Statistical analysis of the results obtained using the proposed method was successfully compared with those obtained using a reference method, and there was no significance difference between the two methods in terms of accuracy and precision. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

AA10家族裂解多糖单加氧酶的模块化组成及底物选择性的研究进展

AA10家族裂解多糖单加氧酶(lytic polysaccharide monooxygenases, LPMOs)主要分布于细菌中,因其具有催化纤维素和几丁质等结晶多糖氧化降解的特性,在工业生物质转化过程中具有极强的应用潜力,从而受到广泛关注。然而,AA10家族不同LPMOs作用的底物种类及氧化位点和氧化产物也不尽相同,LPMOs的结构与组成对其底物选择性的影响机制有待进一步探究。因此,本文综述了AA10家族LPMOs的模块化结构组成及其催化机制,梳理了AA10家族LPMOs的底物谱,系统总结了AA10家族LPMOs的结构、关键作用残基及多模块组合对底物选择性影响的最新进展,并展望了LPMOs在生物质转化和生物燃料工业中广阔的应用前景。     

Spectrofluorimetric analysis of gemifloxacin mesylate in pharmaceutical formulations

A simple, rapid and highly sensitive spectrofluorimetric method was developed for determination of gemifloxacin mesylate (GFX) in tablets. The method is based on measuring the native fluorescence of GFX in isopropanol at 400 nm after excitation at 272 nm. The fluorescence–concentration plot was rectilinear over the range of 0.01–0.50 µg/mL with a lower detection limit of 1.19 ng/mL and quantification limit of 3.6 ng/mL. The method was fully validated and successfully applied to the determination of GFX tablets with an average percentage recovery of 99.65 ± 0.532. The method was extended to the stability study of GFX. The drug was exposed to acidic, alkaline, oxidative and photolytic degradation according to International Conference on Harmonization guidelines. The rate of GFX degradation was found at its highest in acidic conditions, and in its lowest in the neutral one. However, it was stable under dry heat and photolytic degradation conditions. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Mitofusion-2-mediated alleviation of insulin resistance in rats through reduction in lipid intermediate accumulation in skeletal muscle

Background

Increased lipid accumulation and mitochondrial dysfunction within skeletal muscle have been shown to be strongly associated with insulin resistance. However, the role of mitofusion-2 (MFN2), a key factor in mitochondrial function and energy metabolism, in skeletal muscle lipid intermediate accumulation remains to be elucidated.

Results

A high-fat diet resulted in insulin resistance as well as accumulation of cytosolic lipid intermediates and down-regulation of MFN2 and CPT1 in skeletal muscle in rats, while MFN2 overexpression improved insulin sensitivity and reduced lipid intermediates in muscle, possibly by upregulation of CPT1 expression.

Conclusions

MFN2 overexpression can rescue insulin resistance, possibly by upregulating CPT1 expression leading to reduction in the accumulation of lipid intermediates in skeletal muscle. These observations contribute to the investigations of new diabetes therapies.