寄生曲霉CICC40365利用木糖产L-苹果酸的发酵条件优化

【目的】为提高L-苹果酸产量及木糖利用率,以寄生曲霉(Aspergillus parasiticus CICC40365)为菌种,木糖为碳源,对其发酵工艺及木糖代谢途径进行初步研究。【方法】采用单因素试验和响应曲面法(Box-Behnken设计)对培养基和发酵条件进行优化。【结果】获得最佳培养基配方为:木糖100.0 g/L、硫酸铵2.0 g/L、酵母浸粉3.0 g/L、硫酸镁0.20 g/L、硫酸锰0.15 g/L、硫酸亚铁0.08 g/L、碳酸钙80.00 g/L,L-苹果酸的产量为53.58 g/L,较优化前提高40.5%。发酵条件较好组合为:接种量为8%(体积比)、摇瓶装液量60 mL/250 mL、发酵温度32°C、摇床转速170 r/min、发酵周期8 d,L-苹果酸的产量为55.47 g/L。Mg2+、Mn2+对木糖代谢中相关酶的影响研究结果表明,木酮糖激酶在该菌株代谢木糖过程中起着重要作用。【结论】寄生曲霉CICC40365能够较好地利用木糖发酵产L-苹果酸,其产量及木糖的利用效率均得到提高。     

L-茶氨酸对H2O2致L02细胞损伤的保护作用及其机制研究

研究L-茶氨酸对肝细胞损伤的保护作用及其机制。利用H2O2诱导的LO2肝细胞损伤模型,分别用MTT法检测细胞存活率、测定LDH、流式细胞术检测细胞凋亡率、Western blot法检测Caspase-3和PARP蛋白表达7LBax／Bcl-2比值的变化,评价L-茶氨酸是否能保护H2O2诱导的肝细胞损伤。结果表明,L-茶氨酸能提高H2O2损伤的L02细胞存活率,减少LDH的渗漏,降低肝细胞凋亡,且L-茶氨酸通过抑制caspase-3的激活和PARP的切割及Bax／Bcl-2比值的升高而发挥抗凋亡的作用。L-茶氨酸对肝细胞损伤有一定的治疗和保护作用。     

乳酸乳球菌fabZ1和fabZ2基因功能的鉴定

大肠杆菌(Escherichia coli)是Ⅱ型脂肪酸合成系统的模式生物,3-羟基脂酰ACP脱水异构酶(FabA)是不饱和脂肪酸合成中的关键酶.生物信息学分析表明,乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)的基因组中没有标注为3-羟基脂酰ACP脱水异构酶的基因,但有两个标注为3-羟基脂酰ACP脱水酶基因LlfabZ1和LlfabZ2,其编码的蛋白质与EcFabZ的相似性分别为41%和45.1%,且都具有3-羟基脂酰ACP脱水酶两个保守的α螺旋结构.用携带LlfabZ1和LlfabZ2的质粒载体遗传互补大肠杆菌fabA温度敏感突变株CY57,在42℃下不能恢复生长,但无细胞抽提物的结果显示LlFabZ1能够使反-2-癸烯酰ACP异构成顺-3-癸烯酰ACP,而LlFabZ2则不能.互补大肠杆菌fabZ突变株HW7显示,在诱导的条件下,含有LlfabZ2的转化子能够恢复生长,而LlfabZ1则不能.体外重建脂肪酸合成反应及蛋白质活性测定表明,LlFabZ1具有3-羟基脂酰ACP脱水异构酶功能,而LlFabZ2只具有3-羟基脂酰ACP脱水酶功能.另外,未得到LlfabZ1和LlfabZ2的突变株,表明LlFabZ1和LlFabZ2可能是乳酸乳球菌脂肪酸合成酶系中的必不可少的关键蛋白.上述结果证实了乳酸乳球菌fabZ1和fabZ2两个基因在脂肪酸合成中的功能.     

产L-苹果酸重组大肠杆菌的构建

基于产琥珀酸重组大肠杆菌E.coli B0013-1050的琥珀酸合成途径,利用Red同源重组技术结合Xer/dif重组系统敲除富马酸酶基因fumB、fumC,苹果酸酶基因maeB,构建L-苹果酸合成途径,最终得到重组大肠杆菌E.coli2030,该菌株在15 L发酵罐中,产L-苹果酸12.5 g/L,葡萄糖-苹果酸转化率为52.1%,同时对发酵产物中主要杂酸丙酮酸和琥珀酸的生产原因进行了初步的探讨与分析。为进一步提高L-苹果酸的转化率,整合表达来源于黄曲霉的苹果酸脱氢酶基因,构建重组菌E.coli 2040,在15 L发酵罐中产L-苹果酸14 g/L,葡萄糖-苹果酸转化率提高到60.3%。     

钝齿棒杆菌丙酮酸激酶的克隆表达及其对精氨酸合成的扰动影响

钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum)SYPA 5-5是诱变选育的一株高产精氨酸菌株。丙酮酸激酶(pyruvate kinase)是EMP途径的限速酶,对胞内能量产生和代谢流调节方面都有重要作用。为提高葡萄糖消耗速率以缩短发酵周期,以钝齿棒杆菌基因组为模板,克隆得到pyk基因并将其在C.crenatum SYPA 5-5中成功表达,葡萄糖平均消耗速率为1.71 g/L/h较C.crenatum SYPA 5-5提高33.5%,精氨酸产量和最大产率分别为43.32 g/L和0.55 g/L/h较C.crenatum SYPA 5-5分别提高20%和19.5%。结果表明,加强表达丙酮酸激酶能增强EMP途径,提高精氨酸产量。     

用毕赤酵母的GAP启动子调控表达L-阿拉伯糖异构酶

应用PCR从大肠杆菌基因组中扩增L-阿拉伯糖异构酶基因,用EcoR I和Not I双酶切将其克隆进P.pastoris表达载体,获得重组表达载体pGAP9K-L-ai。通过电转法将pGAP9K—L-ai转化毕赤酵母GS115,筛选高G418抗性和高表达L-阿拉伯糖异构酶的重组工程菌。用葡萄糖作为碳源在摇瓶中发酵48 h,表达重组L-ai 53 mg/L。用毕赤酵母的GAP启动子调控表达的重组L-ai具有异构D-半乳糖生成D-塔格糖的生物学活性。     

甘露糖正向筛选体系在巨尾桉遗传转化中的应用

为了研究甘露糖正向筛选体系在巨尾桉遗传转化过程中的有效性,构建了以6-磷酸甘露糖异构酶（6-phosphomannose isomerase,PMI）为筛选标记的pCAMBIA1301植物表达载体,并将该载体通过农杆菌介导的遗传转化转入木本植物巨尾桉中。将获得的阳性植株通过氯酚红（chlorophenol red,CPR）法及PCR检测,桉树遗传转化的阳性率达到26.09%。另外,通过正交试验优化法,对巨尾桉组培快繁体系建立过程中不同浓度激素配比进行了研究,建立起良好的巨尾桉组织培养再生体系,由甘露糖筛选敏感性测试,获得了巨尾桉筛选临界浓度,蔗糖与甘露糖比例为19∶11,优化了巨尾桉遗传转化体系,为今后巨尾桉组织培养与遗传转化研究提供了重要的参考依据。     

Red重组系统用于大肠杆菌基因修饰的研究进展

Red重组作为一种新的重组系统已经被广泛用于大肠杆菌的基因敲除、基因替换。与传统的Rec重组相比,Red重组具有同源臂短,重组效率高等优点。本文分别详细介绍了Red重组系统中Exo、Beta、Gam三种蛋白质的功能,Red重组系统运用在大肠杆菌基因敲除中的三种质粒及其功能,同时概括了Red重组的技术要点及技术难点,分析了文献报道的阿拉伯糖诱导浓度和诱导时间、转化后的复苏温度及时间、引物同源臂长度对于重组率的影响,总结出了Red重组的最佳条件。     

霍乱毒素对三氟氯氰菊酯抗性及敏感棉铃虫神经细胞L型钙通道的调节作用

霍乱毒素（CTX）可激活兴奋性异三聚体G蛋白（Gα_s）的α-亚基和刺激电压门控L-型钙通道,而昆虫的L-型钙通道可能是拟除虫菊酯类杀虫剂的作用靶点。为进一步探讨农业害虫对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗药性的作用机理,我们检测了CTX对三氟氯氰菊酯抗性及敏感棉铃虫Helicoverpa armigera中枢神经细胞电压门控L-型钙通道的调节作用。分别急性分离三氟氯氰菊酯抗性及敏感的3～4龄棉铃虫幼虫胸腹神经节细胞,并在改良的L15培养基（加入或未加入700 ng/mL的CTX）中培养12～16 h。钡离子为载流子,应用全细胞膜片钳技术记录电压门控L_型钙通道电流。结果显示,CTX可使敏感组棉铃虫神经细胞L-型钙通道的峰值电流密度增大36％、峰值电压左移5 mV,但对抗性组棉铃虫神经细胞L-型钙通道无上述作用。并且,CTX对敏感组及抗性组棉铃虫神经细胞L_型钙通道的激活电位、翻转电位、激活曲线和失活曲线等其他一些参数的影响也不明显。在无CTX作用时,所检测到的抗性组与敏感组棉铃虫神经细胞L_型钙通道的上述参数值间差异不显著。结果提示,棉铃虫神经细胞内存在Gs腺苷酸环化酶(AC)-cAMP-蛋白激酶A (PKA)-L-型钙通道信号调节系统;与敏感棉铃虫神经细胞L-型钙通道相比,三氟氯氰菊酯抗性棉铃虫神经细胞L-型钙通道的活性相对不易受到CTX调节,这可能与昆虫对拟除虫菊酯产生抗药性的机理有关。     

维生素对谷氨酸棒杆菌SYPS-062直接发酵合成L-丝氨酸的影响

研究了VB1,生物素,VB6,VB2,叶酸和VB12对一株谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）SYPS-062直接利用糖质原料发酵生产L-丝氨酸的影响,并且初步分析了这几种维生素对菌株SYPS-062发酵积累L-丝氨酸的调控机制。添加一定量的生物素,VB1和VB6表现出对L-丝氨酸积累分别为35%,28%和11%的促进;添加VB2实现了L-丝氨酸和生物量的等幅提高;而叶酸和VB12则通过促进菌株SYPS-062中1C单元循环的效率使L-丝氨酸的积累量分别提高了39%和82%,并且实现了产物转化率（YP/S）及单位细胞产率（YP/X）的显著提高。将六种维生素在其分别的最优浓度下复配,添加在发酵培养基中,结果发现发酵周期有6 h左右的缩短,并且达到的最大生物量及L-丝氨酸的积累分别为11 g/L和9.0 g/L。