诱导蜂房哈夫尼菌产L-赖氨酸脱羧酶条件的研究

用响应面法对蜂房哈夫尼菌（Hafnia alvei）L-赖氨酸脱羧酶产酶诱导条件进行优化。首先通过单因素实验对产酶体系的pH、震荡培养时间、静置培养时间、诱导物添加量和Ⅷ添加量进行优化。在此基础上,用部分因子重复试验筛选出对酶活影响显著的3个因素（静置培养时间,诱导物添加量,VB6添加量）,再通过Box-behnken实验对这三个因素进行优化,得出最优值。最终得到产酶最佳诱导条件为：震荡培养阶段培养基pH6．5,静置培养阶段pH5．5;摇床震荡培养11h后静置培养7．5h,诱导物L一赖氨酸加入量为5．18dL,维生素B6加入量为1．38g／L时酶活最高,达到71．2U／mL,为优化前（1．74u／mL）的41．8倍,在单因素的基础上提高了19％。     

代谢工程大肠杆菌利用甘油高效合成L-乳酸

以甘油为碳源高效合成L-乳酸有助于推进油脂水解产业和生物可降解材料制造业的共同发展。为此,首先分别从凝结芽胞杆菌Bacillus coagulans CICIM B1821和大肠杆菌Escherichia coli CICIM B0013中克隆了L-乳酸脱氢酶基因BcoaLDH和D-乳酸脱氢酶 (LdhA) 的启动子片段PldhA。将两条DNA片段连接组成了表达盒PldhA-BcoaLDH。然后将上述表达盒通过同源重组删除FMN为辅酶的L-乳酸脱氢酶编码基因lldD的同时克隆入ldhA基因缺失菌株E. coli CICIM B0013-080C (ack-pta pps pflB dld poxB adhE frdA ldhA)的染色体上,获得了L-乳酸高产菌株E. coli CICIM B0013-090B (B0013-080C,lldD::PldhA-BcoaLDH)。考察了菌株CICIM B0013-090B不同培养温度下代谢利用甘油和合成L-乳酸的特征后,建立并优化了一种新型L-乳酸变温发酵工艺。在7 L发酵罐上,发酵27 h,积累L-乳酸132.4 g/L,产酸强度4.90 g/(L·h),甘油到L-乳酸的得率为93.7％,L-乳酸的光学纯度达到99.95％。     

大肠杆菌糖酵解途径和三羧酸循环启动子的表征及其应用

启动子是控制基因转录的重要元件,也是合成生物学研究和细胞工厂设计的关键环节。糖酵解途径和三羧酸循环是糖类分解代谢的中心代谢,受到包括启动子强度在内的严格调控。为了筛选一系列能满足合成生物学研究和细胞工厂设计需要的不同强度的内源性组成型启动子,利用报告基因——红色荧光蛋白m Cherry和在线分析软件,系统研究了大肠杆菌糖酵解和三羧酸循环中27个启动子的强度和核心结构元件。结果表明:这些启动子的强度范围变化很大,最强启动子Pgap A的强度是最弱启动子Pacn A强度的43. 6倍;启动子的-10序列和-35序列与它们的一致序列也不完全相同,两者之间的距离为17±3bp;但是,启动子的强度和启动子的结构特征基本一致。应用最强启动子Pgap A在重组大肠杆菌DH5αΔpck中分别表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因和丙酮酸激酶基因,它们的酶活性分别提高了0. 32和1. 57倍,柠檬酸产量也提高了124. 7%和75. 5%。这些不同强度的启动子为大肠杆菌的合成生物学研究和细胞工厂设计奠定了一定的基础。     

降解山楂汁中柠檬酸酵母菌的筛选及其降酸特性研究

采用酸碱滴定法和高效液相色谱法对山楂汁中主要有机酸进行分析,结果表明柠檬酸占总酸的83.5%;分别以柠檬酸和山楂黄酮为唯一碳源,筛选能降解柠檬酸而不利用山楂黄酮的酵母菌,结果获得6株菌;再以山楂汁为培养基进行复筛,得到一株酵母菌,该菌能有效降解山楂汁中柠檬酸而对山楂黄酮的影响较小;经鉴定这株菌属于毕赤酵母属,定名为Pichia sp.Y1。发酵特性研究表明该菌在山楂汁中20℃培养3d,总酸量从19.60g/L下降到352g/L,而对黄酮含量无显著影响。     

一种高效无选择标记的黑曲霉基因组编辑方法

黑曲霉(Aspergillus niger)是一种重要的工业生产菌株,被广泛地应用于生产酶制剂和有机酸,但仍需要进行基因组改造提高它的应用潜力。CRISPR/Cas9技术是一种被广泛采用的黑曲霉基因组编辑技术,但由于需要在基因组中整合选择标记或基因编辑效率还有待提高,影响了其在工业菌株改造中的应用。本研究建立了一种基于CRISPR/Cas9技术的高效无选择标记的基因编辑方法。首先,利用5S rRNA启动子启动sgRNA的表达,构建了一个含有AMA1(autonomously maintained in Aspergillus)复制起始片段的sgRNA和Cas9共表达质粒;同时通过敲除kusA基因构建非同源末端连接(non-homologous end joining pathway,NHEJ)修复缺陷的高效同源重组菌株;最后利用含有AMA1片段质粒的不稳定性,通过无抗平板传代丢失含有sgRNA和Cas9共表达质粒。利用该方法,在采用同源臂长度仅为20bp的无选择标记供体DNA进行基因编辑时,基因编辑效率可达到100%。该方法为黑曲霉基因功能的研究和细胞工厂的构建奠定了基础。     

葡萄穗霉中β-甘露聚糖酶基因在黑曲霉中的表达及酶学性质

【目的】以黑曲霉(Aspergillus niger)为宿主菌来表达葡萄穗霉(Stachybotrys chartarum)中的β-甘露聚糖酶(β-mannanase)基因。【方法】通过对葡萄穗霉全基因组进行比对分析,获得编码β-甘露聚糖酶基因s16942和s331的序列信息,通过设计引物,PCR扩增得到基因s16942和s331,连接到载体pGm上,并转化到黑曲霉中,获得的转化子经过amdS二筛平板复筛,测序验证,得到高效表达此基因的工程菌株G1-pGm-s16942和G1-pGm-s331。【结果】SDS-PAGE检测结果显示,G1-pGm-s16942和G1-pGm-s331表达的蛋白分子量大小分别约为48 kDa和60 kDa,且阴性对照中没有此条带。粗酶液的酶学性质表明,G1-p Gm-s16942表达的β-甘露聚糖酶的最适反应温度为60°C,最适反应pH为7,粗酶液的酶活最高达521 U/mL;G1-p Gm-s331表达的β-甘露聚糖酶的最适反应温度为50°C,最适反应pH为7,粗酶液的酶活最高达84 U/mL。【结论】本研究首次将葡萄穗霉的β-甘露聚糖酶基因转化到黑曲霉中并成功表达,并且具有较高的活性。     

赖氨酸-尸胺反向转运蛋白cadB基因谷氨酸棒杆菌表达载体的构建及转化

旨在提高谷氨酸棒杆菌合成尸胺的能力,将CadB克隆至谷氨酸棒杆菌中,与LDC共表达,在谷氨酸棒杆菌合成尸胺的同时,帮助尸胺转运至细胞外,解除尸胺的反馈抑制作用。谷氨酸棒杆菌能够高产赖氨酸脱羧酶的底物L-赖氨酸,但不含ldc和cadB基因,因而不能够直接合成尸胺。从E.coliK12中克隆出赖氨酸-尸胺反向转运蛋白基因,与绿色荧光蛋白基因gfp融合构建成融合表达载体pXBG,并转化至谷氨酸棒杆菌进行诱导表达,结果表明表达的CadB蛋白可以正确的定位于谷氨酸棒杆菌的细胞膜上。将基因cadB连接到含有赖氨酸脱羧酶基因的pXMJ19-ldc上,构建成能够共表达赖氨酸脱羧酶和赖氨酸-尸胺反向转运蛋白的重组质粒pXLB,并转化到谷氨酸棒杆菌中。     

适合SDS-PAGE分析的黑根霉菌丝蛋白质提取方法

为制备适合SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）分析的黑根霉菌丝蛋白样品,采用不同的提取方法对黑根霉的茵丝进行蛋白质提取。结果表明：黑根霉菌丝经低温冷冻过夜后,直接用0．2mol／LNaOH处理10min,再加入上样缓冲液沸水浴,这一方法能快速、方便、有效的提取蛋白质。利用该方法比较了黑根霉与黑根霉甲苯耐受茵菌丝蛋白组成上的差异。     

高温和H2O2诱导酵母细胞产生活性衍生物的研究*

对高温和H₂O₂ 应激条件下产生活性酵母细胞衍生物 (Live Yeast Cell Derivative ,简称LYCD)进行了研究。结果表明 :低剂量的预处理 ( 37℃和 0.2mmol LH₂O₂ )能够增加细胞内谷胱甘肽 (GSH)含量 ,提高超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)活性。两种预处理均可以诱导对致死浓度H₂O₂ 的抗性。通过 37℃和 0.     

木质素过氧化物酶基因（LipH8）的克隆及在甲醇毕赤酵母中的表达

以黄孢原毛平革菌 (Phanerochaetechrysosporium)RNA为模板 ,克隆LipH8基因片段 ,研究LipH8基因在甲醇毕赤酵母中的表达。构建了甲醇酵母表达质粒pMETA_LipH8载体 ,并将其线性化后用电穿孔法导入PichiamethabolicaPMAD16 ,部分阳性克隆的PCR结果表明LipH8基因已经整合到甲醇毕赤酵母染色体上 ,经摇瓶培养筛选出表达水平较高的酵母工程菌株。胞外木质素过氧化物酶活力达 932U L。