提高光滑球拟酵母乙酰辅酶A水平促进α－酮戊二酸合成

[目的]为了了解光滑球拟酵母中乙酰辅酶A含量对其碳代谢及其通量的影响.[方法]将来源于酿酒酵母中编码乙酰辅酶A合成酶ACS2基因过量表达于发酵法生产丙酮酸的生产菌株Torulopsis glabrata中,获得了一株乙酰辅酶A合成酶活性提高9.2倍(1.20 U/mg protein)的重组菌T. glabrataACS2-1.[结果]与出发菌株WSH-IP303相比,重组菌T glabrataACS2-1:(1)能以乙酸为唯一碳源在胞内积累0.94 mmol/(L·g DCW)的L酰辅酶A;(2)以葡萄糖为唯一碳源时胞内乙酰辅A浓度、α-酮戊二酸产量和Cα-KG,Cpyr是出发菌株WSH-IP303的3.22、2.05和2.52倍;(3)在葡萄糖培养基中添加4 g/L 乙酸,使乙酰辅酶A浓度、α-酮戊二酸产量和CαKG>>/Cpyr是出发菌株WSH-IP303的4.55、2.47和3.75倍,α-酮戊二酸浓度达到17.8 g/L.[结论]这一结果表明,改变细胞内关键辅因子的浓度能使碳代谢流的流向与通量发生改变,从积累丙酮酸转向过量积累α-酮戊二酸.     

真养产碱杆菌合成3-羟基丁酸与3-羟基戊酸共聚物发酵条件研究

在摇瓶条件下,对真养产碱杆菌（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｅｕｔｒｏｐｈｕｓ）的３羟基丁酸与３羟基戊酸共聚物（ＰＨＢＶ）发酵过程中ＨＶ组分的前体物质———丙酸的加入时间和加入量进行了研究,结果表明,ＰＨＢＶ中ＨＶ组分含量与丙酸的加入时间和加入量有密切的关系,丙酸的最佳加入时间为菌体生长阶段结束后的多聚物合成初期;尽管高浓度丙酸下可获得较高的ＨＶ组分含量,但会明显抑制菌体的生长和产物的合成。通过对２Ｌ小罐中ＰＨＢＶ合成阶段流加不同糖／酸比混合液所得的发酵结果的比较,并在综合考虑ＰＨＢＶ浓度、ＨＶ组分含量、生产强度和生产成本等基础上,提出了在ＰＨＢＶ合成期流加液的糖／酸比应随菌体对丙酸利用能力的下降而不断增加的流加策略,在此条件下,细胞干重、ＰＨＢＶ浓度和ＰＨＢＶ含量和ＨＶ摩尔分率分别达到５２１ｇ／Ｌ、４０８ｇ／Ｌ、７８３％和１６２ｍｏｌ％,ＨＶ组分对丙酸的产率系数为０５ｇ／ｇ,ＰＨＢＶ的生产强度达到０７４ｇ／（Ｌ／ｈ）。     

一种可促进重组蛋白表达量和稳定性的多功能纯化标签的开发与利用

自组装双亲短肽(Self-assembling amphipathic peptides,SAPs)是一类亲疏水氨基酸按一定规律分布、具有自聚合效应的短肽,融合在酶蛋白N端时,具有促进表达和稳定化的功能。根据前期研究结论,设计一条全新的基于SAPs (S1vw,HNANARARHNANARARHNANARARHNARARAR)的可促进融合蛋白表达和稳定性,并可用于镍柱亲和层析的多功能短肽标签,在大肠杆菌表达系统中,将S1vw以PT-linker(PTPPTTPTPPTTPTP)融合在碱性果胶酶(Alkaline polygalacturonate lyase,PGL)、脂肪氧合酶(Lipoxygenase,LOX)及绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)的N末端时,与对应的野生型相比,PGL及LOX的粗酶活分别提高了3.1倍和1.89倍,GFP的荧光强度提高了16.22倍。S1vw的3种融合酶均可用镍柱进行亲和纯化,并具有较高的回收率。PGL及LOX在对应的热处理条件下,与野生型相比,半衰期分别提高了2.16倍和3.2倍。将GFP-S1vw在枯草芽孢杆菌及毕赤酵母表达系统中表达,发现在枯草芽孢杆菌中融合蛋白表达量提高明显,但在毕赤酵母中表达量几乎没有改变。说明在原核表达体系中,S1vw可作为一种新型的促表达、稳定化及可纯化的多功能标签。     

乙酸渗漏型丙酮酸高产菌的选育

对Torulopsis glabrata WSH-IP303进行NTG诱变,挑选以乙酸为补充碳源的平板上透明圈较大的菌落,经初筛和复筛,发现T.glabrataWSH-LQ307生产丙酮酸能力强且稳定。以乙酸为补充碳源摇瓶培养48h,其丙酮酸产量（46.2g/L)比出发菌株（38.3g/L)提高21%,采用该菌株在5L发酵罐上进行4批发酵实验,丙酮酸产量在64h最高可达68.7g/L,对葡萄糖的转化率为0.651g/g。     

超滤法浓缩谷氨酰胺转胺酶的影响因素研究

对微生物谷氨酰胺转胺酶(MTG)超滤浓缩的工艺条件进行了探讨及优化。实验采用截留分子量为30 kDa的聚醚砜(PES)膜,当发酵液初始pH为7,超滤浓缩倍数为4倍时,可以得到理想的MTG回收率。同时对超滤液中蛋白酶的变化进行了分析,发现随着超滤倍数的提高蛋白酶也逐渐提高,但在浓缩4倍以后达到较稳定的水平。聚醚砜(PES)超滤膜使用后用稀释的NaOH溶液浸泡清洗处理50 min后,膜通量可以恢复98.12%。     

角质酶的研究进展

角质酶(EC3.1.1.74)是一种可以降解角质并产生大量脂肪酸单体的水解酶。角质酶是一种多功能酶,可水解可溶性酯、不溶性甘油三酯和各种聚酯,同时还能催化酸与醇的酯化、脂肪酸盐与醇的转酯化反应,因此在食品工业、化工工业等诸多领域都具有广泛的应用。近年来研究发现,角质酶可实现棉纤维的生物精练和合成纤维的生物改性,是推动纺织工业清洁生产的关键酶制剂。     

天冬氨酸提高乳酸乳球菌Lactococcus lactis NZ9000酸胁迫抗性的作用机制

【背景】乳酸菌作为重要的发酵微生物在应用过程中面临广泛存在的酸胁迫。【目的】确认天冬氨酸可有效提高乳酸乳球菌的酸胁迫抗性,通过解析天冬氨酸的作用机制,为进一步提高乳酸菌酸胁迫抗性提供可借鉴的思路。【方法】通过荧光定量PCR比较胁迫条件下天冬氨酸对L.lactisNZ9000产能和氨基酸代谢途径中关键基因转录水平的影响,并通过过量表达天冬酰胺酶增加胞内天冬氨酸的含量。【结果】天冬氨酸主要是在转氨酶的作用下生成草酰乙酸和谷氨酸。草酰乙酸参与三羧酸循环,为细胞提供更多的能量;谷氨酸经谷氨酸脱羧酶途径提高细胞的酸胁迫抗性。经pH4.0胁迫处理后,天冬氨酸使糖酵解和三羧酸循环产能途径中关键基因转录上调,胞内ATP含量为对照组的42倍;胞内谷氨酸含量为对照的1.99倍。通过过量表达天冬酰胺酶获得的重组菌株,在pH3.6条件下胁迫0.5h后,存活率约为对照组的11.11倍。【结论】在L. lactis NZ9000中探究了天冬氨酸提高酸胁迫抗性的作用机理,进一步完善了氨基酸代谢提高乳酸菌酸胁迫抗性的理论基础。     

地衣芽胞杆菌来源角蛋白酶N端对活力及其热稳定性的影响

【目的】通过对一株地衣芽孢杆菌来源的角蛋白酶N端进行分子改造,研究其对角蛋白酶活力和热稳定性的影响,进而提高角蛋白酶的热稳定性。【方法】将角蛋白酶N端前5个氨基酸进行分段缺失,并通过序列比对将N端的前5个氨基酸替换为来源于Thermoactinomyces vulgaris的嗜热蛋白酶的N端,将野生型和突变体角蛋白酶基因在枯草芽孢杆菌WB600中进行表达,并对重组酶进行纯化与酶学性质研究。【结果】角蛋白酶N端不同长度的缺失大幅度地降低了角蛋白酶的活力,其中缺失前5个氨基酸完全丧失了酶活力。将角蛋白酶N端前5个氨基酸替换为嗜热蛋白酶N端前12个氨基酸,虽然降低了近70%的活力,但是却增加了角蛋白酶的热稳定性,60°C条件下的半衰期t1/2由原来的9 min提高到20 min。【结论】角蛋白酶的N端对其酶活力具有较大的影响,与嗜热蛋白酶来源的N端进行替换可以有效提高角蛋白酶的热稳定性。     

微生物过氧化氢酶的发酵生产及其在纺织工业的应用

微生物过氧化氢酶是一种重要的工业酶制剂,可以催化分解过氧化氢生成水和氧气。这一酶制剂在食品、纺织、医药等领域表现出广泛的应用潜力。生物工程和基因工程技术的进步推动了微生物过氧化氢酶的发酵生产。以下综述了微生物过氧化氢酶发酵生产的进展及其在纺织工业中的应用,同时讨论了微生物过氧化氢酶的发酵生产和纺织工业应用的未来趋势。     

高渗条件下利用蔗糖提升2-酮基-L-古龙酸生产效率

旨在进一步提升维生素C前体2-酮基-L-古龙酸(2-KLG)的生产效率。在详细考察了2-KLG工业化生产过程中渗透压变化规律的基础上,研究了高渗对混合菌系细胞生长和2-KLG合成的影响,提出蔗糖促进伴生菌巨大芽胞杆菌Bacillus megaterium生长,进而促进普通生酮古龙酸菌Ketogulonigenium vulgare生长和产酸的策略。结果表明,2-KLG的积累和碱性物质的流加使渗透压上升了832mOsmol/kg;高渗抑制了巨大芽胞杆菌的生长(15.4%),从而抑制普通生酮古龙酸菌(31.7%)的生长,导致2-KLG产量和生产强度分别下降67.5%和69.3%(以1250mOsmol/kg为例);蔗糖的添加则显著促进巨大芽胞杆菌的生长,使高渗条件下(摇瓶,1250 mOsmol/kg)2-KLG产量(40.6g/L)提高87%;在3L发酵罐中,补加10mmol/L蔗糖使2-KLG发酵周期缩短10.8%,2-KLG生产强度提高10.4%。研究成果为在环境胁迫下提高混菌生产目标代谢产物的产量提供了潜在的策略。