基于多酶级联协调表达策略高效催化合成 (S)-2-羟基丁酸

2-羟基丁酸 (2-hydroxybutyric acid,2-HBA) 是合成生物可降解材料和各种药物的重要中间体,化学法合成的外消旋2-HBA需要去消旋才能获得光学纯对映异构体,应用于工业。文中通过在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3) 中共表达苏氨酸脱氨酶 (Threonine deaminase,TD)、l-乳酸脱氢酶 (l-lactate dehydrogenase,LDH)和甲酸脱氢酶 (Formate dehydrogenase,FDH),构建 (S)-2-HBA的合成途径及其辅因子NADH的循环系统,实现了基于三酶级联反应催化底物l-苏氨酸合成 (S)-2-HBA。为了解决多酶级联催化反应中中间产物2-酮丁酸的生成速率和消耗率不匹配的问题,文中通过启动子工程策略来调控TD和FDH的表达水平,获得了多酶催化速率平衡的重组大肠杆菌P21285FDH-T7V7827。在5 L发酵罐水平,全细胞催化反应16 h,(S)-2-HBA的最高产量为143 g/L,摩尔转化率为97%,为迄今报道的最高产量的1.83倍,使其具有较强的工业化应用潜力。此外,结果表明,在单细胞中构建可调节的多酶协调表达系统对生物催化制备羟基酸类化合物具有重要意义。     

全细胞催化生产苯乙酰-7-氨基-3-脱乙酰氧基头孢烷酸的条件优化

头孢类抗生素由于广谱性和低毒性被广泛用于细菌感染的治疗。7-氨基-3-脱乙酰氧基头孢烷酸(7-aminodeacetoxycephalosporanic acid,7-ADCA)作为半合成头孢类抗生素的重要中间体,需求量逐渐增加,而7-ADCA主要由G-7-ADCA(苯乙酰-7ADCA)脱酰基得到。工业上多以化学法合成G-7-ADCA,成本高,污染严重。迫切需要对环境友好且经济高效的合成方法。在前期研究中,构建了一株可以将青霉素G转化为G-7-ADCA的代谢工程菌(E.coli H7/PG15)。本研究通过单因素试验对E.coli H7/PG15的G-7-ADCA合成过程进行优化,包括底物组成及其最适浓度,转化条件(菌体浓度、p H、青霉素浓度、MOPS浓度、葡萄糖浓度,铁离子浓度和时间等)。优化后,建立了全细胞催化法生产G-7-ADCA的工艺流程,使G-7-ADCA的产量稳定在15 mmol/L左右,转化率达到30%,具有操作简便、高效和经济的优势。     

酪氨酸酶催化氧化对丝素蛋白结构与性能的影响

采用酪氨酸酶对丝素蛋白催化氧化,考察了酶促氧化反应对丝素蛋白结构及丝素膜性能的影响。研究结果表明,酪氨酸酶可催化氧化丝素蛋白中酪氨酸残基生成多巴和多巴醌结构衍生物,并且两者含量随催化反应时间延长呈波动性变化;酶促反应后丝素蛋白中游离氨基含量下降,丝素风干膜断裂强度增加,表明酶促氧化中丝素大分子间发生自交联。XRD结果表明酪氨酸酶催化氧化对丝素蛋白二级结构有一定影响;SEM显示酶促改性可能影响丝素蛋白冷冻干燥膜多孔形态结构。     

微生物细胞通透性改善方法与策略

与酶催化相比,全细胞催化可以避免昂贵、繁琐的酶提取与纯化过程,可以进行涉及多个代谢途径和辅酶再生的生化反应。但是由于细胞膜和细胞壁对底物和产物的传质限制,常导致微生物细胞的催化效率低下。细胞透性化技术可以在不破坏细胞有机整体结构的情况下改善细胞被膜的通透性,使得小分子物质和一些较大分子物质能够自由进出细胞,从而提高细胞催化效率。目前,细胞透性化方法主要有三类方法:透性化试剂添加法、物理处理法和分子生物学法。本文将对微生物细胞的透性化方法与策略做一综述,以期为开展微生物细胞透性化研究提供一些参考。     

生物质催化转化制备呋喃基化学品和酚类化合物

生物质转化制备精细化学品是解决石油能源危机的重要途径之一。其中,纤维素及半纤维素转化合成呋喃基化学品与木质素转化制酚类化合物是主要的反应路线,特别是借助催化技术加速生物质转化更是当今化学领域的研究重点;依据催化反应体系的不同,对近年来用于生物质催化转化的反应媒介以及催化剂研究进展进行了综述,并对未来生物质催化转化研究方向的发展前景进行了展望。     

稳定表达大鼠GCLC启动子及荧光素酶报告基因细胞株的建立

目的:建立稳定表达大鼠谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亚单位(GCLC)启动子及荧光素酶报告基因的大鼠肺泡上皮细胞株。方法:克隆大鼠GCLC上游5.9kb的启动子序列并构建重组报道载体PGL4.19-GCLC-LUC,转染到大鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞L2,经G418筛选以获得单细胞抗性克隆并在传代过程中能稳定表达荧光素酶活性;检测细胞荧光素酶表达与细胞数量相关性;PCR检测稳定细胞株基因组已整合的插入片段;刺激因子刺激6h,检测稳定细胞株的反应性。结果:成功构建PGL4.19-GCLC-LUC;构建的稳定细胞株能稳定地表达荧光素酶,且与细胞数量正相关;PCR检测稳定细胞株目的片段稳定整合基因组;TNF-α刺激后,能使荧光素酶活性上升,差异有统计学意义(P0.05);Rapamycin,GSH-EE刺激后,荧光素酶活性显著下降(P0.05)。结论:成功构建稳定表达大鼠GCLC启动子及荧光素酶报告基因的细胞株,将为高通量药物筛选以及进一步研究GCLC基因的转录调控提供重要的细胞研究手段。     

DAPK1、hTERT在口腔鳞癌中的表达及其临床意义研究

目的:探讨凋亡相关蛋白激酶1(DAPK1)、端粒酶催化亚单位(hTERT)在口腔鳞状细胞癌(OSCC)中的表达,并探讨其临床意义。方法:应用免疫组织化学方法检测DAPK1、hTERT在93例OSCC组织及10例癌旁正常组织中的表达,并分析其与OSCC临床病理参数之间的关系及其在OSCC浸润前沿中的作用。结果:癌旁正常组织中DAPK1的表达显著高于OSCC组织中DAPK1的表达,且高、中、低分化OSCC组织中DAPK1的表达比较均有显著差异(P0.05),OSCC浸润前沿组织中DAPK1的表达低于非前沿部分(P0.05),而DAPK1的表达与OSCC浸润前沿的IFG总分无显著相关性(P0.05)。癌旁正常组织中hTERT的表达显著低于OSCC组织中hTERT的表达(P0.05),且高、中、低分化OSCC组织中hTERT的表达比较均有显著差异(P0.05);OSCC浸润前沿组织中hTERT的表达高于非前沿部分(P0.05),且与OSCC浸润前沿的IFG总分有关(P0.05)。DAPK1、hTERT的表达均与OSCC患者的性别、年龄、淋巴结转移无显著相关性(P0.05)。结论:口腔鳞状细胞癌组织,特别是其前沿组织中DAPK1的表达显著下调和hTERT的表达明显上调,可能通过阻碍口腔鳞状细胞癌细胞凋亡,共同促进口腔鳞状细胞癌的生长、分化和浸润。     

RNA传感器蛋白催化酶PKR研究新进展

PKR(Protein Kinase Double-Stranded RNA-Dependent)是丝氨酸-苏氨酸催化酶,细胞浆中重要的RNA传感器(RNA sensor),能自身磷酸化,也可使真核细胞初始化因子2亚单位(subunit of eukaryotic initiation factor 2,e IF-2α)磷酸化。PKR结合病毒dsRNA通过激活PKR/e IF-2α信号通路,抑制病毒基因的翻译,降低病毒蛋白合成,有效减少病毒复制。PKR还可通过激活IκB(inhibitor of NF-κB)/转导核因子(NF-κB,nuclear factorκB)信号通路抑制病毒的转录。PKR与肿瘤的发生具有相关性,能作为治疗癌症的靶点。本文主要综述PKR的分子生物学性质、PKR分子的活化、PKR对IFN转录和转录后的调节、PKR的信号转导、PKR对非病毒病原体感染的调节、PKR对肿瘤细胞的调节等方面的最新进展。     

生物催化氨基酸C—N裂解反应的研究进展

氨基酸脱氨酶能催化系列氨基酸C—N裂解反应生成对应的α 酮酸和氨,是代谢途径及生物催化的重要酶.综述了近年来催化氨基酸C—N裂解反应的5'磷酸吡哆醛介导的苏氨酸脱氨酶、黄素腺嘌呤二核苷酸介导的L氨基酸脱氨酶和L氨基酸氧化酶,以及这些关键酶应用于多酶级联反应中以生产α 羟基酸、α 酮酸、D氨基酸等精细化学品的研究进展.此...     

β-甘露聚糖酶的结构生物学研究现状和展望

摘要：β-甘露聚糖酶是一种半纤维素水解酶,广泛存在于动植物和微生物中,在造纸,纺织印染,洗涤,食品,饲料,医药和石油开采等工业中有着广阔的应用前景。β-甘露聚糖酶往往由催化域和非催化域两部分组成的。催化域折叠成TIM桶状结构,参与底物的结合和催化;碳水化合物结合域,作为最常见的一种非催化域,采用经典的β三明治结构,可以增强结合有纤维素的甘露糖水解能力。本文主要对组成β-甘露聚糖酶的各个模块三维结构特征和功能进行了系统的综述。