L－异亮氨酸产生菌选育的研究

以黄色短杆菌（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍｆｌａｖｕｍ）ＡＴＣＣ１４０６７为出发菌株,经硫酸二乙酯（ＤＥＳ）、紫外线（ＵＶ）和亚硝基胍（ＮＴＧ）逐级诱变处理,α－氨基－β－羟基戊酸（ＡＨＶ）、Ｓ－２－氨基乙基－Ｌ－半胱氨酸（ＡＥＣ）、磺胺胍（ＳＧ）、乙硫氨酸（Ｅｔｈ）、α－氨基丁酸（α－ＡＢ）、异亮氨酸氧肟酸（ＩｌｅＨｘ）等氨基酸结构类似物及琥珀酸为碳源平板定向筛选,获得一株Ｌ－异亮氨酸高产菌ＺＱ－４（ＡＨＶ~γ、ＡＥＣ~γ、ＳＡＭ~γ、ＳＧ~γ、Ｅｔｈ~γ、α－ＡＢ~γ、ＩｌｅＨｘ~γ）在含１３．５％葡萄糖培养基中,摇瓶发酵７２ｈ、Ｌ－异亮氨酸积累可达２．８－３．０％。     

谷氨酸棒杆菌生产异亮氨酸辅因子策略及其基因组整合研究进展

L?异亮氨酸属于三大支链氨基酸,是人体8种必需氨基酸之一,广泛应用于食品、药品、保健品、化妆品等领域。目前,微生物发酵法是工业生产L?异亮氨酸的主要方法,其中谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）是发酵生产L?异亮氨酸的优势菌株,然而随机诱变会使产量的提高能力达到饱和,难以得到更加高产的菌株,因此针对诱变菌株进行理性改造已成为进一步提高产量的主要方式;且随着遗传操作技术在谷氨酸棒杆菌中的应用与优化,代谢工程育种已逐渐取代传统的诱变育种。综述了谷氨酸棒杆菌中L?异亮氨酸的生物合成途径、代谢调控机制和理性改造L?异亮氨酸生产菌株的策略,并对辅助因子工程应用于理性改造及对谷氨酸棒杆菌基因组整合策略进行了系统阐述,以期为工业水平稳定生产L?异亮氨酸高产菌株的基因组整合策略提供参考依据。     

基于途径分析的L-异亮氨酸发酵溶氧控制研究

利用途径分析方法对黄色短杆菌（Brevibacterium flavum）TC-21 生产L-异亮氨酸的途径进行了分析,确定了黄色短杆菌TC-21生产L-异亮氨酸的最佳途径的通量分布,根据途径分析的结果,TCA循环的代谢流量对L-异亮氨酸产量有明显影响,而TCA循环与发酵过程中的溶氧密切相关,因此可以通过控制溶氧来提高L-异亮氨酸产量。在发酵过程的不同阶段,根据菌体生长和产酸的需求,改变TCA代谢流量,可以有效提高产酸率。实验证明,通过溶氧分阶段控制发酵生产L-异亮氨酸,比溶氧恒定控制方式发酵产率提高了15.77％。实验结果说明,用途径分析的结果指导发酵过程中的溶氧可以大幅度提高L-异亮氨酸的产量。     

长春花茉莉酸-异亮氨酸合成酶CrJAR1生物信息学分析与原核表达

长春花(Catharanthus roseus)可以产生多种萜类吲哚生物碱,其中包括多种天然的抗癌药物,但合成含量很低,茉莉酸信号通路可以调控这些萜类吲哚生物碱的生物合成,茉莉酸-异亮氨酸合成酶为茉莉酸信号通路中的关键元件。为了研究其功能,该文以长春花叶片为材料,分析了CrJAR1基因所编码的氨基酸序列,并进行原核表达。结果表明:CrJAR1基因编码了585个氨基酸,该蛋白不存在跨膜区域,定位于细胞质中,且该蛋白不含有信号肽; 进一步系统进化树分析表明, 长春花CrJAR1与笋瓜和番木瓜的JAR1同源性最高; 对二级、三级结构进行预测,发现CrJAR1蛋白主要由α-螺旋构成; 同时,成功构建了pET-30b-CrJAR1重组表达质粒,并经IPTG诱导后在大肠杆菌BL21中异源表达,经16、37 ℃分别诱导至16 h后,均显示出最高的表达量。综上结果,对长春花中CrJAR1蛋白进行生物信息学分析,并成功在大肠杆菌中进行异源表达,这对体外该蛋白功能的研究具有深远影响,为调节茉莉酸信号通路甚至调控长春花中次级代谢产物的生物合成提供了指导     

酿酒酵母POS5基因过表达对L-异亮氨酸合成的促进作用

L-异亮氨酸是人体必需氨基酸之一,具有很大的商业价值。在谷氨酸棒杆菌中,合成一分子L-异亮氨酸需要消耗四分子NADPH。因此,提高胞内NADPH浓度是提高L-异亮氨酸产量的重要手段之一。在乳糖发酵短杆菌JHI3-156中过量表达酿酒酵母的NADH激酶编码基因POS5△MTS,发酵48 h表达菌株JHI3-156/pDXW-10-POS5△MTS的胞内NADP~+浓度增加了27μmol/L(17%),NADPH浓度增加了36μmol/L(96%);发酵72 h后L-异亮氨酸产量是(3.02±0.52)g/L,比对照菌(1.96±0.04)g/L提高了54%。本研究表明,过表达POS5△MTS基因能提高NADPH的供应,促进了L-异亮氨酸的生物合成。     

L-异亮氨酸产生菌XQ-4在连续培养中的动力学特性

以黄色短杆菌（Brevibacterium flavum)ATCC14067诱变选育获得的L-异亮氨酸高产菌XQ－4（AHV^rSuc^gSG^rEth^rα-AB^rIleHx^r）在连续培养中进行动力学特性研究,以葡萄糖为限制性底物时,XQ－4菌株的生长符合Monod方程,其最大比生长速率μmax=0.265h^-1,饱和常数Ka=0.789g/L.XQ-4菌株L-异亮氨酸发酵时菌体最大实际转化率Yx=0.499g/g,产物最大实际转化率Yp=0.379g/g。     

北京猿人和丁村人的氨基酸年龄测定

本文试图用北京猿人和山西丁村人所在地层中伴生动物化石内的天门冬氨酸、异亮氨酸外消旋程度推算北京猿人和山西丁村人地点的年龄和山顶洞所经历的平均温度。     

细菌苏氨酸脱水酶受L-异亮氨酸反馈抑制的关键在于其调控结构域

苏氨酸脱水酶是细菌L-异亮氨酸合成途径中的关键酶,酶活力受终产物L-异亮氨酸的反馈抑制。苏氨酸脱水酶包含催化结构域及调控结构域,其中调控结构域所起的作用有待进一步研究。本文在大肠杆菌中分别克隆表达了四种不同的苏氨酸脱水酶:来自谷氨酸棒杆菌的苏氨酸脱水酶CgIlvA及其不合调控结构域的突变体CgIlvA~M和来自大肠杆菌的苏氨酸脱水酶EcIlvA及其不合调控结构域的突变体EcIlvA~M。通过蛋白纯化和酶活分析发现,CgIlvA~M和EcIlvA~M的酶活力比CgIlvA和EcIlvA的酶活力有所降低,但它们不再受L-异亮氨酸的反馈抑制,说明L-异亮氨酸对苏氨酸脱水酶的反馈抑制是通过其调控结构域来实现的。