疏水性氨基酸的羟基化研究进展

羟基化氨基酸在生物技术和分子生物学中具有独特价值,具有抗真菌、抗菌、抗病毒和抗癌的特性。通过比较化学合成与生物催化合成羟基氨基酸的异同,选择具有高对映结构选择性的生物催化合成方法成为羟基氨基酸合成的首选。生物催化实现疏水性氨基酸的羟基化和羟化酶紧密相关,而羟化酶又是单核非血红素Fe(Ⅱ)和α-酮戊二酸依赖型双加氧酶(Fe/αKGDs)的一种,Fe/αKGDs存在共性催化机制。因此,疏水性氨基酸在被催化的过程中,会利用关键中间体高价铁-超氧复合体(Fe(Ⅳ)=O)引起多种氧化转化,从而完成羟基化过程。文中就疏水性氨基酸的羟基化合成及功能应用,尤其是(2S,3R,4S)-4-羟基-异亮氨酸(4-HIL)和羟脯氨酸,进行了详细的阐述,探讨了Fe/αKGDs的共性催化反应机制,并对羟基氨基酸在基础研究和工业中的应用进行了综述。     

偶联羟化反应和辅酶再生体系产9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮

9α-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮(9-OH-AD)是一种重要的甾体药物中间体,可以用来制备β-甾酮,地塞米松和其他类固醇化合物。3-甾酮9α-羟基化酶(KSH)是由两个亚基即末端氧化亚基(KshA)和铁氧还蛋白还原亚基(KshB)构成的。在本研究中,人工合成了来源于分枝杆菌Mycobacterium sp.Strain VKM Ac-1817D的kshA和kshB基因,通过优化表达载体促进了KshA和KshB在E.coli BL21(DE3)中的可溶性表达,并探究了催化体系中KSH还原亚基和氧化亚基的最适添加比例。此外,KSH转化雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)为9-OH-AD的过程中需要辅酶NADH。本研究构建了羟基化反应与利用葡萄糖脱氢酶(GDH)的NADH辅酶再生反应的偶联体系。为了进一步提高转化效率,本研究进行了转化条件的优化,并采取了分批补料的策略,最终9-OH-AD产量为4.78 g/L,转化率为96.7%。此种酶介导的转化生产9-OH-AD的方法为甾体药物生产提供了一种环境友好和经济实用型的新策略。     

细菌群体感应参与铜绿假单胞菌胞内聚羟基脂肪酸酯合成的调控

群体感应是细菌根据细胞密度变化调控基因表达的一种调节机制。铜绿假单胞菌中QS系统由lasI和rhlI合成的信号分子3OC12-HSL和C4-HSL以及各自的受体蛋白LasR、RhlR组成,它们以级联方式调控多个基因表达。【目的】研究细菌群体感应(QS)对聚羟基脂肪酸酯合成的调控。【方法】利用铜绿假单胞菌PAO1及其QS突变株为材料通过气相色谱、荧光定量PCR在生理和分子水平上研究QS对聚羟基脂肪酸酯合成的调控。【结果】QS信号分子合成抑制剂阿奇霉素处理铜绿假单胞菌PAO1和QS突变株导致胞内PHA积累量显著减少;铜绿假单胞菌PAO1中C4-HSL合成酶基因rhlI缺失突变株PAO210胞内PHA积累量与野生型无差别;而3OC12-HSL合成酶基因lasI缺失突变株PAO55、3OC12-HSL受体合成酶基因lasR缺失突变株PAO56以及lasI/lasR双缺失突变株PAO57胞内PHA含量与野生型相比明显减少;lasI和lasR的突变株体内PHA合成酶基因phaC1的表达量显著降低,信号分子3OC12-HSL回补实验使phaC1的表达量可恢复到野生株水平,但只可部分恢复lasI缺失导致的胞内PHA合成。【结论】由此推测,铜绿假单胞菌群体感应系统中lasI/lasR系统参与胞内聚羟基脂肪酸酯合成的调控。     

高产稳产聚羟基烷酸的重组大肠杆菌的构建

重组大肠杆菌Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉＨＭＳ１７４（ｐＴＺ１８ＵＰＨＢ） 含有携带聚羟基烷酸（ＰＨＡ） 合成基因（ ｐｈａＣＡＢ）＊＊ 的质粒ｐＴＺ１８ＵＰＨＢ,是很有潜力的ＰＨＡ 生产菌,但存在着质粒不稳定和不能合成３羟基丁酸（３ＨＢ） 与３羟基戊酸（３ＨＶ） 共聚物［Ｐ（３ＨＢｃｏ３ＨＶ）］ 的缺陷。将ＲＫ２ 质粒上的ｐａｒ ＤＥ 基因引入ｐＴＺ１８ＵＰＨＢ 构成质粒ｐＪＭＣ２ ,该质粒可以在宿主Ｅ．ＣｏｌｉＨＭＳ１７４ 中稳定遗传。将培养基中的磷酸盐浓度降至１８ ｍ ｍｏｌ／Ｌ,发现Ｅ．Ｃｏｌｉ ＨＭＳ１７４（ｐＪＭＣ２） 能够以丙酸为前体合成Ｐ（３ＨＢｃｏ３ＨＶ） ,其中３ＨＶ 在共聚物中的含量为５ ％ ～８ ％ 。在５Ｌ自动发酵罐中分批补料培养Ｅ．Ｃｏｌｉ ＨＭＳ１７４（ｐＪＭＣ２） ,培养基初始磷酸盐浓度为１５ ｍ ｍｏｌ／Ｌ,３０ ｈ 后每升培养液中干菌体可达４２－５ ｇ,Ｐ（３ＨＢｃｏ３ＨＶ） 占干重的７０ ％ ,其中３ＨＶ 在共聚物中的含量为４－９ ％ 。     

对羟基扁桃酸合酶基因的克隆表达及催化特性

【目的】比较两种不同来源基因重组的对羟基扁桃酸合酶(HmaS),考察其在大肠杆菌中的表达效率。【方法】分别对东方拟无枝酸菌(Amycolatopsis orientalis)和天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)来源的hmas进行异源表达,经离子交换层析和凝胶过滤色谱分离纯化获得HmaS,并检测HmaS的酶活和催化特性。【结果】来源于S.coelicolor的HmaSSC2比酶活是来源于A.orientalis的3.6倍;来源于A.orientalis的HmaSAO最适反应温度为28°C,在弱碱性条件下的酶活稳定性较好;来源于S.coelicolor的HmaSSC2最适反应温度为35°C,在28-45°C内保持较高的酶活,具有良好耐热性,在pH 7.0左右酶活最高,更易在偏中性的条件下发挥功能。【结论】HmaSSC2更适用于代谢工程改造大肠杆菌发酵法生产扁桃酸。     

不同功能基团对3型肺炎球菌荚膜多糖免疫原性影响的初步研究

目的比较3型肺炎链球菌荚膜多糖不同基团活化对多糖抗原性及结合物免疫原性的影响。方法分别采用1-氰基-4-二甲氨基-吡啶四氟硼酸(1-cyano-4-dimethylaminopyridinium tetrafluoroborate, CDAP)活化多糖羟基,碳二亚胺(1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride, EDC)活化多糖羧基,再与己二酰肼(adipic dihydrazide, ADH)偶联获得活化度相近的多糖衍生物。用三硝基苯磺酸方法(trinitrobenzene sulfonic acid, TNBS)测定多糖活化度;高效液相分子排阻与多角度激光散射仪联用(HPLC-SEC-MALLS)分析衍生物分子分布和大小;Zeta电位仪与滴定仪联用分析其表面电荷变化;速率比浊法和免疫双扩散法比较其抗原性变化;利用多糖衍生物与载体蛋白偶联获得的不同结合物免疫小鼠,间接ELISA分析不同结合物免疫后的IgG抗体浓度,进一步阐述活化过程中多糖抗原性的变化对结合物免疫原性的影响。结果 TNBS结果显示,获得同一基团不同活化度(5%～30%)、不同基团(羟基和羧基)活化度相近的多糖衍生物;等电点分析结果显示,不同基团的活化会导致多糖表面不同的电荷变化;而速率比浊和免疫双扩散的结果显示,多糖羟基的活化会导致多糖抗原性略有下降,但不同活化度之间差异较小;在相似活化度情况下,羧基衍化物的抗原性更低,随着羧基活化度的增加,多糖抗原性下降明显(约60%)。小鼠ELISA结果显示,对羧基不同程度活化得到的结合物,其免疫原性较多糖明显提高,差异具有统计学意义(P<0.05);随着多糖羧基活化度的增加,结合物免疫原性先增加后降低。结论 3型多糖重复单位上的羧基的改变对抗原性影响较羟基更大,对羧基的过度活化会影响结合物的免疫原性。     

高效抗氧化大型真菌的筛选

为获得高效抗氧化菌株,采用直接提取方式从20个大型真菌菌株菌丝体培养液中提取抗氧化活性物质,采用邻苯三酚自氧化法、水杨酸法、DPPH法测定各菌株菌丝体培养粗提液对超氧阴离子自由基(O2)、羟基自由基.(OH)及1,1-二苯代苦味酰基自由基(DPPH-)的清除作用。结果表明:各菌株菌丝体培养粗提液对(O2)、.OH及DPPH-均有一定的清除作用,其中菌株NG菌丝体培养粗提液对OH-的清除效果最好,清除率为75.56%;菌株02菌丝体培养粗提液对(O2-)的清除效果最好,清除率为37.51%;菌株EG菌丝体培养粗提液对DPPH-清除效果最好,清除率为66.91%。     

假单胞菌GP72 rpeB突变株的构建及其对吩嗪类抗生素合成的调控

[目的]绿针假单胞菌GP72是一株可生产吩嗪类抗生素吩嗪-1-羧酸(PCA)及2-羟基吩嗪(2-OH-PHZ)的生防假单胞菌.RpeA/RpeB双元调控系统是其双元调控系统中的一组,本文旨在研究这一系统中的应答调控子(RR)RpeB对于PCA及2-OH-PHZ的生物合成影响.[方法]通过生物信息学分析获得了rpeA/rpeB双元调控系统的序列,并从GP72中扩增出rpeB基因,通过同源重组技术构建卡那霉素抗性片段插入突变rpeB的突变菌株GP72BN.利用发酵实验、rpeB基因回补实验及荧光定量PCR实验,验证rpeB对于吩嗪类抗生素合成及相关基因表达的调控作用.[结果]在KMB培养基中,rpeB突变株的PCA产量下降为野生型的49.5％,2-OH-PHZ产量下降为野生型的67.3％.rpeB基因的回补可以在一定程度上回复PCA及2-OH-PHZ的产量.荧光定量PCR实验结果表明,rpeB突变株中群体感应系统基因phzI/phzR及吩嗪合成基因簇基因phzE转录水平均显著下调,而PCA转化为2-OH-PHZ的修饰基因phzO转录水平变化不显著.[结论]RpeB正调控PCA与2-OH-PHZ合成途径的表达.RpeB很可能是通过调控群体感应基因phzI/phzR和phz基因簇的表达,从而影响PCA的合成,并间接调控其衍生物2-OH-PHZ的合成.     

不等弯孢菌HS-FG-257中一个新的苯甲酸类化合物(英文)

从土壤不等弯孢菌HS-FG-257中分离得到4个化合物,通过波谱学鉴定为4-hydroxy-3-(3-methyoxy-3-methylbutyl)-benzoic acid(1),4-hydroxy-3-(3-hydroxy-3-methylbutyl)-benzoic acid(2),4-hydroxy-3-prenylbenzoicacid(3)and radicinin(4),其中化合物1为新化合物。     

纳米材料的应用

陶瓷领域 随着纳米技术的广泛应用．纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服陶瓷材料的脆性．使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性。许多专家认为．如能解决单相纳米陶瓷的烧结过程中抑制晶粒长大的技术问题．则它将具有高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等优点。