酶法生产L-高苯丙氨酸的研究进展

L-高苯丙氨酸(L-homophenylalanine,L-HPA)作为一种重要的非天然氨基酸,是合成治疗高血压的普利类药物等的关键中间体,具有广阔的市场前景。目前L-高苯丙氨酸的合成主要依赖于化学法,但化学合成L-高苯丙氨酸具有原料昂贵、步骤繁琐和污染严重等缺点,限制了广泛应用。因此,国内外研究者对L-高苯丙氨酸的酶法生产进行了深入的研究。本文就目前酶法合成L-高苯丙氨酸的工艺,包括脱氢酶法、转氨酶法、海因酶法和脱羧酶法的研究进展进行了综述,为酶法合成L-高苯丙氨酸提供一定的借鉴,为最终实现L-高苯丙氨酸的酶法工业化生产奠定基础。     

谷氨酸棒杆菌代谢工程高效生产L-缬氨酸北大核心CSCD

L-缬氨酸作为一种支链氨基酸,广泛应用于医药和饲料等领域。本研究借助多种代谢工程策略相结合的方法,构建了生产L-缬氨酸的微生物细胞工厂,实现了L-缬氨酸的高效生产。首先,通过增强糖酵解途径、减弱副产物代谢途径相结合的方式,强化了L-缬氨酸合成前体丙酮酸的供给;其次,针对L-缬氨酸合成路径关键酶—乙酰羟酸合酶进行定点突变,提高了菌株的抗反馈抑制能力,并利用启动子工程策略,优化了路径关键酶的基因表达水平;最后,利用辅因子工程策略,改变了乙酰羟酸还原异构酶和支链氨基酸转氨酶的辅因子偏好性,由偏好NADPH转变为偏好NADH,从而提高了L-缬氨酸的合成能力。在5L发酵罐中,最优谷氨酸棒杆菌工程菌株Corynebacterium glutamicum K020的L-缬氨酸产量、得率和生产强度分别达到了110g/L、0.51g/g和2.29 g/(L·h)。     

代谢工程改造大肠杆菌一碳模块高效合成L-甲硫氨酸

L-甲硫氨酸又名L-蛋氨酸,是人体必需8种氨基酸之一,在饲料、医药、食品领域具有重要应用。以实验室前期构建的M2(Escherichia coli W3110?IJAHFEBC/PAM)为出发菌株,以模块化代谢工程策略构建了一株L-甲硫氨酸高产菌株。首先通过过表达亚甲基四氢叶酸还原酶(methylenetetrahydrofolate reductase,MetF)和筛选不同来源的丝氨酸羟甲基转移酶(hydroxymethyltransferase,GlyA),增强了一碳模块甲基供体的生成,优化了一碳模块。随后针对一碳模块的前体供应,过表达了胱醚裂解酶(cysteamine lyase,MalY)和半胱氨酸内运基因(fliY),有效地提高了L-高半胱氨酸和L-半胱氨酸的供应。最终摇瓶发酵L-甲硫氨酸的产量由2.8 g/L提高至4.05 g/L,5 L发酵罐中达到18.26 g/L。研究结果表明,一碳模块对L-甲硫氨酸的生物合成具有十分重要的影响,在细胞内通过优化一碳模块,可以实现L-甲硫氨酸的高效生物合成。本研究为进一步提高微生物发酵生产L-甲硫氨酸的水平奠定了基础。     

L－精氨酸和LDL对血管内皮细胞合成t－PA和PAI的影响

本实验采用酶联免疫分析法检测猪主动脉内皮细胞培养液中ｔＰＡ抗原、ｔＰＡ活性和ＰＡＩ活性,并观察了ＬＤＬ和Ｌ精氨酸对ｔＰＡ和ＰＡＩ的影响。结果表明：ＬＤＬ能明显降低ｔＰＡ抗原含量。同时伴有ｔＰＡ活性的降低和ＰＡＩ活性增高;Ｌ精氨酸能增加ｔＰＡ抗原含量伴ｔＰＡ活性增高,但对ＰＡＩ活性无明显影响。实验提示Ｌ精氨酸能保护血管内皮细胞,增加其ｔＰＡ合成,并能部分地拮抗ＬＤＬ降低ｔＰＡ合成的作用,可能对动脉粥样硬化早期防治有重要应用价值。     

利用固定化酵母细胞转化反式肉桂酸生产L-苯丙氨酸

研究了探红酵母(Rhodotorula rubra)的培养基成分、培养固定化及转化条件。实验表明最佳培养基成分(％)：葡萄糖0 5,胰蛋白胨0．5,酵母膏0．5,磷酸二氢钾0．05,L-Phe0．05,pH．0,30℃,20L发酵罐中培养15～17h.最佳固定化条件为：用2．5％卡拉胶包埋18％的湿菌体。最佳转化条件为：1．0％反式肉桂酸,4mol／L铵离子,pH10．5,30℃。用卡拉胶固定化的深红酵母(Rhodotorula rubra)可以将77．7％的反式肉桂酸转化为L-苯丙氪酸。     

2-酮-L-古龙酸还原酶分离纯化及其理化、酶学性质的研究

从发酵Ｌ山梨糖的Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒｏｘｙｄａｎｓ和Ｂａｃｉｌｕｓｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ２９８０混和菌株的无细胞抽提液中分离到了２酮Ｌ古龙酸还原酶（ＫＧＲ）,测得其分子量为９０ｋＤａ。动力学性质研究表明它为一个典型的ＭｉｃｈａｅｌｉｓＭｅｎｔｅｎ氏酶,对２-酮-Ｌ-古龙酸作用的Ｋ_ｍ值为３.４２×１０^－３ｍｏｌ,最适作用ｐＨ为６.５,最适作用温度为３０℃。２-酮-Ｌ-古龙酸还原酶的合成不受Ｌ-山梨糖和２-酮-Ｌ-古龙酸的诱导,故推测２-酮-Ｌ-古龙酸还原酶是Ｇｌｕｃｏｎｏｂａｃｔｅｒｏｘｙｄａｎｓ的一个组成酶。     

产L-色氨酸菌株的诱变选育

本文报道了利用细菌直接发酵糖质原料生物合成L-色氢酸的研究结果。以谷氨酸产生菌北京棒状杆菌AS1.299为出发菌株,采用亚硝基胍多次诱变获得了几株产生L-色氨酸的菌株,其中。CG5突变株属于精氨酸和尿嘧啶缺陷型并具有对5MT,6FT,4FP的抗药性。在以葡萄糖为碳源,硫酸铵为氮源而不需添加任何前体物的培养基中,直接发酵五天,产酸能达8g／l。发酵终了用离子交换树脂提取发酵液,所得纯品经红外光谱,比旋光度,生物测定及纸上层析鉴定为L-色氨酸     

常见谷物的生糖指数及阿拉伯糖木聚糖含量分析

目的：分析常见谷物品种生糖指数和阿拉伯糖木聚糖含量的差异,为快速查找到低生糖指数和高阿拉伯糖木聚糖膳食纤维谷物食源提供科学依据。方法：以常见18种谷物为研究对象,采用酸法水解,利用高效液相色谱法分析常见谷物的生糖指数和阿拉伯糖木聚糖含量。结果：不同谷物品种生糖指数和阿拉伯糖木聚糖的含量差异显著。18种谷物中,每100g绝干原料生糖指数（以葡萄糖的量计）排名前五位的谷物（低至高）分别是：黑芝麻1.75g、黑豆2.70g、花生3.26g、黄豆4.20g、红芸豆22.72g,其他杂粮品种生糖指数都均大于22.72 g;每100g绝干原料阿拉伯糖木聚糖含量 （高至低）排名前五的分别是：红豆8.22g、黄豆7.71g、黑豆7.53g、绿豆6.55g、红芸豆6.05g,其他谷物阿拉伯糖木聚糖含量均小于6.05g。结论：补充低生糖指数的谷物,推荐优选黑芝麻、黑豆和花生,补充高含量阿拉伯糖木聚糖膳食纤维优选豆类,且含量大于6.05g/100g绝干原料。     

重组大肠杆菌利用木糖发酵产高纯度L-乳酸

对重组大肠杆菌JH16利用木糖产高纯度的三一乳酸进行研究。通过无氧管驯化EscherwhiacdiJH12菌株得到E．coliJH16,驯化后的菌株茵体浓度提高了31％,乙酸积累减少了43％;在摇瓶中考察不同Mg2＋浓度对EcoliJHl6产三一乳酸的影响,确定最适Mg2＋质量浓度为0．25g/L;EcoEJH16以60g/L木糖为C源,在7L全自动发酵罐中添加0．25g／LMg2＋,乳酸积累量提高了18％,达38．18g/L,乳酸纯度高达95％;E．coliJH16在30g／L木糖和30g／L葡萄糖混合C源中,优先利用葡萄糖,当葡萄糖质量浓度低于1．56g/L后,菌体开始利用木糖进行乳酸发酵,最终得到39g／L乳酸。     

生物法生产D-塔格糖的研究进展

D-塔格糖具有多种独特的生理特性与功能,近年来已被发达国家开发作为具有高经济附加值的功能性甜味剂进行销售。D-塔格糖的商业化生产长期以来依赖化学催化法,随着20世纪90年代利用L-阿拉伯糖异构酶(简称L-AI酶)催化D-半乳糖制备D-塔格糖技术的兴起,生物法生产D-塔格糖成为了新的发展趋势。结合笔者所在课题组近年来的研究成果,就D-塔格糖生物法生产工艺的研究现状和前景进行综述与展望。