一株以甘油为底物产二羟丙酮(DHA)微生物菌种的筛选及鉴定

甘油为微生物可利用的理想碳源, 从自然界筛选出21株以甘油为唯一碳源产二羟丙酮(DHA)的菌株, 经初步发酵测定发酵液中DHA含量, 其中菌株6-8 DHA产量最高达6.4 g/L。对其进行常规生理生化鉴定实验, 并结合16S rDNA基因分析, 比对结果表明, 菌株6-8与Acinetobacter sp. 相似性最高, 达99.7%, 在细菌分类学上属于假单胞菌目莫拉菌科不动杆菌属。将其命名为Acinetobacter sp.6-8。     

细胞色素P450酶对拟无枝酸菌转化洛伐他汀的影响

无锡他汀是胆固醇合成途径中限速酶羟甲基戊二酰辅酶A(HMG—CoA)还原酶抑制剂,由洛伐他汀经拟无枝酸菌(Amycolatopsis sp.ST2710)羟基化转化产生,为研究无锡他汀转化过程,本文利用CO差光谱法在摇瓶水平考察了底物浓度、温度、pH值、溶氧等因素对具有羟基化功能的细胞色素P450酶活的变化情况,以及细胞色素P450酶变化对洛伐他汀羟基化过程中的影响。研究表明,细胞色素P450酶可能是Amycolatopsis sp.ST2710转化洛伐他汀为无锡他汀代谢途径的一个关键酶,对洛伐他汀羟基化有重要作用,这为进一步对微生物转化洛伐他汀的研究打下了基础。     

代谢工程改造大肠杆菌合成羟基酪醇

羟基酪醇是重要精细化学品,作为天然抗氧化剂被广泛应用于食品、医药领域.利用合成生物学技术生产羟基酪醇具有重要意义.本文克隆并功能鉴定了来源于大肠杆菌Escherichia coli BL21的羟化酶编码基因HpaBC,结果表明该酶的两个亚基均能成功表达并能催化酪醇生成羟基酪醇.通过CRISPR-Cas9技术将由tac启...     

白花猫儿菊和黄果龙葵——中国大陆两种新归化植物

该文报道了中国大陆新发现的两种归化植物:菊科的白花猫儿菊 [Hypochaeris albiflora (Kuntze)Azevêdo-Gonç. & Matzenb.]和茄科的黄果龙葵(Solanum diphyllum Linn.)。白花猫儿菊原产于南美洲,在中国的云南省昆明市盘龙区发现归化,其与同属种类的区别在于基生叶全缘或有尖齿,有时羽状浅裂至深裂,茎生叶线形,头状花序圆筒形或狭钟状,小花白色,瘦果有4棱。黄果龙葵原产于墨西哥和中美洲,在中国的云南省勐腊县发现归化,其主要识别特征为多年生常绿小灌木,上部叶常双生,大小显著不相等,成熟浆果呈亮黄色。此外,该文还简要评估了这两种归化植物的危害和入侵风险。     

多聚磷酸盐激酶双底物通道腔的理性设计及其在无细胞催化生产谷胱甘肽中的应用

三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)是一种重要的辅助因子,参与许多需能的生物催化反应。多聚磷酸盐激酶(polyphosphate kinases,PPK)由于其底物聚磷酸盐廉价易得,可以为消耗ATP的反应提供能量。本研究选择哈氏噬纤维菌(Cytophaga hutchinsonii)来源的ChPPK,进行了底物谱和耐受性分析,通过分子对接和定点突变,理性改造多聚磷酸盐激酶的双底物通道腔来提高PPK酶的催化活性。与野生型相比,筛选得到突变体ChPPK_K81H-K103V的相对酶活提高了326.7%,同时,双突变扩大了ChPPK的底物利用范围与耐受性,提高了该酶的耐热性与耐碱性。基于该ATP再生系统,本研究偶联谷胱甘肽双功能酶GshAB和ChPPK_K81H-K103V,破细胞后采用无细胞催化生产谷胱甘肽,加入5 mmol/L ATP后,该体系6 h可以生产(25.4±1.9) mmol/L的谷胱甘肽,比突变前的催化体系提高了41.9%。优化无细胞催化体系的缓冲液、裂解液菌体量、补料时间后,无细胞体系可产生(45.2±1.8) mmol/L谷胱甘肽,底物l-半胱氨酸的转化率达到90.4%。提高ChPPK生产ATP的能力,可有效增强底物的转化率,降低催化成本,实现了无细胞催化生产谷胱甘肽的高产量、高转化率与高经济价值的统一。本研究提供了一种绿色高效的ATP再生系统,可为消耗ATP的生物催化反应平台提供可持续动力。     

异源表达木糖异构酶基因对克雷伯氏菌合成1,3-丙二醇的影响

【目的】提高克雷伯氏菌胞内还原力以强化1,3-丙二醇合成。【方法】将来源于大肠杆菌的木糖异构酶基因在克雷伯氏菌中异源表达,构建重组菌。研究重组菌添加不同浓度木糖为辅底物与甘油共发酵过程中代谢产物和NADH的变化规律。【结果】与对照菌相比,重组菌细胞内还原力NADH提高了0.1?0.3倍,1,3-丙二醇产量达到23.31 g/L,提高20%,1,3-丙二醇转化率从0.60 mol/mol提高到0.73 mol/mol。【结论】木糖异构酶基因的表达强化了木糖代谢途径,经磷酸戊糖途径积累大量还原力,促进了1,3-丙二醇的生成。     

谷氨酸棒杆菌anti-σ因子CseE及其突变体与σ因子SigE的相互作用分析

[目的]谷氨酸棒杆菌是重要的氨基酸生产菌株,本研究针对SigE与ZAS家族蛋白CseE相互作用机制进行探索研究,重点分析CseE突变体影响与SigE结合能力的机制。[方法]本研究选择谷氨酸棒杆菌ATCC 13032来源的SigE和CseE蛋白为研究目标,利用遗传学方法获得过表达的重组谷氨酸棒杆菌,通过RT-qPCR研究SigE调控sigE和cseE的转录情况。同时,利用ITC和His pull-down实验验证ZAS家族的CseE蛋白与Zn²⁺及SigE的结合情况。之后对CseE蛋白进行功能域分析、多序列比对,研究功能域关键氨基酸位点对SigE结合能力的影响。其次对SigE和CseE蛋白进行分子对接和动力学模拟,分析关键氨基酸影响其结合的机制。[结果]谷氨酸棒杆菌SigE调控基因sigE和cseE的转录并且其活性受CseE蛋白控制。CseE蛋白为ZAS家族蛋白,具有Zn²⁺结合能力。CseE_His83A、CseE_cys87A和CseE_cys90A突变体不会影响与SigE的结合能力,而CseE_C87A-C90A和CseE_{His83A-C87A-C90A}突变体与SigE的结合能力略有下降。分子动力学模拟发现SigE-CseE_C87A-C90A和SigE-CseE_{His83A-C87A-C90A}之间的结合能量为-17.23 kcal/mol和-14.06 kcal/mol,分别比未突变体系结合能量降低22.8%及36.9%。[结论]谷氨酸棒杆菌SigE通过聚集RNA聚合酶来调控基因sigE和cseE的表达。CseE蛋白属于ZAS家族,具有Zn²⁺结合能力同时通过与SigE蛋白互作来抑制SigE活性。CseE_C87A-C90A及CseE_{His83A-C87A-C90A}突变体能影响与SigE结合的能力,减弱对SigE活性的控制。本研究产生的三维结构和确定的氨基酸关键位点为后续探索谷氨酸棒杆菌SigE和CseE响应环境压力机制提供了理论基础。     

结合缺陷型菌株显色法采用离子束诱变筛选高产L-精氨酸突变株

为快速高效筛选L-精氨酸高产突变株,建立一种缺陷菌株平板显色法并采用低能N+离子束对L-精氨酸生产用菌株钝齿棒杆菌SYPA5-5进行诱变处理,通过上述平板显色法筛选获得高产突变株.对突变株进行摇瓶发酵实验,最终选育出一株L-精氨酸产量较高且产酸性能比较稳定的突变菌株钝齿棒杆菌SYPA5-5-36.该菌株摇瓶发酵L-精氨酸产量可达35.85 g/L,比出发菌株提高了19.5％.因此,缺陷型菌株平板显色法可以用于快速、高效筛选高产L-精氨酸突变株.     

XRE家族转录因子XrpA调控粘质沙雷氏菌的耐酸能力

【背景】工业菌株的耐酸能力是发酵过程中的一大挑战。粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)作为肠杆菌科的一种细菌,可生成2,3-丁二醇、乙偶姻和灵菌红素等高附加值产品。然而目前对于粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制尚不清楚。【目的】通过对转录调控因子XrpA的挖掘以及对其功能的研究,探究粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制,为改善工业菌株耐酸能力提供新的策略。【方法】通过对粘质沙雷氏菌进行转座子插入突变,构建了一个Tn5G转座子插入突变文库,利用文库筛选了一株酸敏感型突变株,并对其进行测序鉴定;同时还对突变菌株中与耐酸相关关键基因的转录水平以及细胞膜通透性、细胞膜完整性和H+-ATPase的活性变化进行检测。【结果】发现了一个响应酸胁迫的转录调控因子BVG90₂3400,其属于XRE超级家族转录调控因子,命名为XrpA。在酸性条件下,与野生型菌株(JNB5-1)相比,xrpA被阻断后导致了粘质沙雷氏菌多种表型的变化,其中包括生物量显著下降、H+-ATPase活性降低、细胞膜的通透性以及完整性受到破坏。【结论】XrpA影响粘质沙雷氏菌耐酸能力的分子机制是通过...     

烟曲霉脯氨酰内肽酶在巴斯德毕赤酵母中的分泌表达与重组酶性质

【目的】研究烟曲霉脯氨酰内肽酶cDNA基因的异源表达及重组酶性质。【方法】以烟曲霉CICIM F0044总RNA为模板,反转录合成cDNA;再以cDNA为模板,通过PCR扩增去除自身信号肽的脯氨酰内肽酶基因,构建表达载体pPIC9K-PEP;电转化酵母宿主菌Pichia pastoris GS115,获得重组菌PEP-09;纯化并分析重组酶性质。【结果】重组菌摇瓶发酵酶活力最高可达647.3 U/L。表达产物纯化后的分子量为63 kD左右。重组酶最适反应温度为65°C,有较好的温度稳定性,在55°C保温8 h能保留90%以上的酶活力。该酶最适pH为5.5,在pH 3.0 9.0范围内有很好稳定性,在pH 6.0 8.0的缓冲液中37°C保温10 d酶活没有明显变化。【结论】烟曲霉脯氨酰内肽酶cDNA基因在巴斯德毕赤酵母中实现了分泌表达,重组酶活性稳定,有一定的应用潜力。