绿色杜氏藻异戊烯基焦磷酸异构酶基因(DvIPI)的生物信息学与诱导表达分析

异戊烯基焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,DvIPI)是绿色杜氏藻中类胡萝卜素等萜类物质合成过程中甲羟戊酸途径(mevalonate pathway,MVA)通路上一个重要的限速酶。实验中获得绿色杜氏藻IPI基因的全长序列(Gen Bank序号:KX189195),该基因全长4 641 bp,开放阅读框(ORF)为1 147 bp,编码382个氨基酸,并含有3个CBS结构域。蛋白质预测结果表明,DvIPI分子呈亲水性,不含信号肽,也不存在跨膜区域;同时,DvIPI中α-螺旋所占比例最高,中部呈现不规则的扭曲缠绕,两边各自有一个扭曲的多肽链单独远离中心。系统进化树分析显示,DvIPI与细菌IPI亲缘关系较近,而与被子植物以及其他藻类IPI亲缘关系较远。定量检测结果与RT-PCR结果表明,茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,Me JA)浓度为50~100μmol/L时,对绿色杜氏藻类中类胡萝卜素含量、叶绿素含量以及绿色杜氏藻IPI基因表达水平的影响最为明显,且三者的变化趋势基本一致,推测Me JA对绿色杜氏藻类中类胡萝卜素、叶绿素的诱导作用可能与绿色杜氏藻类IPI基因有关。     

大肠杆菌高效合成L-苯甘氨酸的研究进展

自然界存在着多种氨基酸,除用于蛋白质合成的20种外,大量用于合成具有生物活性的物质,广泛应用于食品、医药等多个领域。其中,非天然芳香族氨基酸L-苯甘氨酸作为一种重要的组成单元广泛的应用于盘尼西林、维吉霉素S、原始霉素I等β-内酰胺类抗生素的生物合成当中。目前L-苯甘氨酸主要通过化学法合成,但该方法合成收率低、污染大,且不易得到单一手性的化合物。由于生物合成L-苯甘氨酸具有反应条件温和、产物立体选择性好的优势,因此受到了广泛的关注。通过对L-苯甘氨酸两条生物合成途径的解析,合成所需相关酶的筛选及辅因子平衡再生等,逐步形成了以苯乙酮酸、扁桃酸和L-苯丙氨酸为底物的合成线路。主要对L-苯甘氨酸的生物合成途径及生物合成策略展开综述,为研究者提供优化方向,以期为高效工业化生物合成L-苯甘氨酸提供理论参考。     

温泉宏基因组来源的D-来苏糖异构酶性质研究*

目的: 从高温温泉宏基因组中挖掘能够高效催化合成稀有糖的新耐高温D-来苏糖异构酶。方法: 从云南昌宁鸡飞温泉底泥中提取宏基因组DNA并进行高通量测序,经基因注释及序列比对鉴定D-来苏糖异构酶基因,构建大肠杆菌异源表达载体并诱导表达,通过亲和层析纯化重组蛋白并对其性质研究。结果: 从温泉底泥宏基因组测序结果中鉴定得到8个D-来苏糖异构酶基因,选择4个基因进行异源表达,其中JF-LI1和JF-LI4在大肠杆菌中成功表达并检测到酶活性。研究表明,JF-LI1和JF-LI4的最适温度分别为70℃和75℃。JF-LI4具有较宽的作用温度和良好的热稳定性,在30~100℃的温度范围内剩余40%以上的酶活力。JF-LI1和JF-LI4的最适pH分别为7.0和7.5,在中性偏酸性条件下具有较高的活力和较强的稳定性。重组JF-LI1和JF-LI4具有较宽的底物谱,除了对D-来苏糖活性最高外,对L-核糖、L-核酮糖、D-果糖和D-甘露糖均具有活性。重组JF-LI1和JF-LI4对L-核糖的催化效率分别为0.56 L/(mmol·s^-1)和0.61 L/(mmol·s^-1),是目前已知的D-来苏糖异构酶中最高的。结论: 从高温温泉宏基因组中获得8个新的D-来苏糖异构酶基因,对JF-LI1和JF-LI4进行异源表达和性质研究,具有pH稳定性好、热稳定性强以及底物特异性宽泛的特点,在制药、食品、化妆品等工业领域有重要的应用潜力。