番茄红素合成基因组合优化和产物测定

番茄红素(lycopene)是一种抗氧化性较强的天然色素,已广泛应用于食品、保健品及化妆品等领域。该研究首先在酿酒酵母YPH499△gal80中分别整合3个拷贝数的3种不同的外源牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPPS)编码基因CrtE。然后分别选取不同来源的4种八氢番茄红素合酶(phytoene synthase,CrtB)编码基因CrtB和4种八氢番茄红素脱氢酶(phytoene dehydrogenase,CrtI)编码基因CrtI进行组合,得到16个不同的番茄红素游离表达质粒,转化上述突变株。此外对番茄红素测定方法也进行了探索和优化:分析在5种不同溶剂中番茄红素和β-胡萝卜素的吸收情况,确定合适的溶剂、波长、检测限和线性范围。通过肉眼观察菌落色泽深浅和酶标仪测定,最终筛选得到1株最优组合,即表达来源于曼地亚红豆杉(Taxus x media,Tm)的TmCrtE、成团泛菌(Pantoea agglomerans,Pa)的PaCrtB和三孢布拉霉氏菌(Blakeslea trispora,Bt)的BtCrtI的...     

光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的补料过程优化

为了提高1株光滑球拟酵母(Candida glabrata)高产突变菌株的丙酮酸产量和底物转化率,对发酵过程进行了系统优化。首先,对诱变筛选获得的7株菌株进行发酵验证,确定最佳菌株为C. glabrata 4H2。对种子培养基重要成分及浓度进行优化,确定最佳氮源为大豆蛋白胨,质量浓度为10 g/L。突变菌株在30℃条件下摇瓶发酵52 h,产量达到(48. 56±0. 46) g/L,生产强度为0. 93 g/(L·h),糖酸转化率为0. 46 g/g,比优化前分别提高了25. 0%、52. 5%和43. 8%。基于上述结果,在15 L发酵罐中进行发酵条件优化,确定了以初始葡萄糖质量浓度为80 g/L,当葡萄糖质量浓度剩余55 g/L时,恒速流加70 g/L葡萄糖的补料发酵工艺,最终丙酮酸的产量达到最高,为(86. 63±0. 29) g/L,较摇瓶水平提高了78. 4%,生产强度为1. 07 g/(L·h),糖酸转化率为0. 78g/g。研究表明,发酵过程优化强化光滑球拟酵母生产丙酮酸是一种有效的方法,该研究为进一步提升工业水平丙酮酸发酵性能奠定了基础。     

木脂素的生物合成及其微生物法生产的研究进展

木脂素是一类分布于植物中的次级代谢产物,由两分子苯丙素衍生物聚合而成。木脂素具有抗细菌、抗病毒和抗真菌活性,被广泛用于药物和食品中。目前,木脂素的生产主要依赖于植物提取。植物生长周期长、木脂素含量低等问题,限制了木脂素的商业应用。随着木脂素合成路径和关键酶的不断解析,木脂素的生物催化合成过程受到了越来越多的关注。本文总结了典型木脂素的生物活性、生物合成路径和微生物法生产的研究进展,可以为深入研究木脂素的微生物合成提供参考。     

人造肉生产技术相关专利分析

对近年来国内外关于人造肉生产技术相关的专利申请状况进行了分析,通过对历年专利申请趋势、主要申请人和发明人、专利布局情况的统计和对重点专利技术内容的解析,力求能全面系统地反映包括植物蛋白肉和细胞培养肉生产技术、人造肉商品化技术、人造肉重塑成型技术领域专利技术的发展及现状,寻找相关专利技术在发展中还存在的问题,并针对这些问题提出了下一步的研究方向,以期对尽早实现我国人造肉的规模化生产提供参考。     

基于径向基神经网络和遗传算法的聚-γ-谷氨酸发酵培养基优化

为了提高聚-γ-谷氨酸（PGA）的产量,采用正交设计方案对发酵培养基组分中谷氨酸、葡萄糖、柠檬酸、甘油的配比进行试验设计,运用径向基神经网络建立PGA产量与培养基组分浓度之间的预测模型,采用遗传算法对此模型进行全局寻优,得到四种主要组份的最佳配比：谷氨酸21.2g/L、葡萄糖75.4g/L、柠檬酸7.2g/L、甘油10.8g/L,PGA产量达到12.8g/L,采用上述方法优化后的培养基使PGA的产量原始培养基提高了39.1%.     

荚膜红细菌来源的酪氨酸酚裂解酶的酶学性质

L-酪氨酸作为人体非必需氨基酸之一,是合成苯丙素类化合物等多种高价值化学产品的重要前体物质。因其可作为营养补充剂,以及多肽类激素、抗生素、L-多巴、黑色素、对羟基肉桂酸等产品的原料,被广泛应用于食品、化工、饲料和医药等行业。为了促进L-酪氨酸的高效生产,在大肠杆菌(Escherichia coli)中异源表达来源于荚膜红细菌(Rhodobacter capsulatus)的酪氨酸酚裂解酶(Tyrosine phenol lyase,TPL),并进行了诱导条件优化、酶活测定和酶学性质分析。结果表明,来源于荚膜红细菌的TPL最适pH为8.5;最适温度为40℃;酶活和比酶活分别为0.29 U/m L和0.29 U/mg;体外全细胞催化的酶活为0.41 U/g;反应10 h生成L-酪氨酸产量为0.30 g/L。结果表明,来源于R.capsulatus的TPL在大肠杆菌中成功表达,为后续提高表达量及分子改造提高催化性能的研究奠定基础。     

重组大肠杆菌全细胞催化合成NMN

基于前期研究构建的一株能以烟酰胺(nicotinamide,NAM)和葡萄糖为底物高产β-烟酰胺单核苷酸(β-nicotinamide mononucleotide,NMN)的大肠杆菌工程菌株Escherichia coli BL21(DE3)-NF017,采用全细胞催化方式进行NMN合成。首先,在摇瓶水平上对菌株培养过程的发酵培养基类型、诱导温度和诱导剂异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)浓度,以及全细胞催化过程的反应体系初始pH、反应温度和底物NAM与葡萄糖的添加比例（质量浓度比）进行了优化,在最优条件下,NMN的生成量（质量浓度）达1.84 g/L。为了进一步提高NMN的生成量,在5 L发酵罐上对全细胞催化过程中溶氧水平和底物NAM的流加方式进行控制和优化。最终,应用恒定速度流加NAM的补料模式,NMN的生成量提高至12.24 g/L,底物NAM的摩尔转化率达85.65%。该研究结果为应用全细胞催化法生产NMN提供了一定参考。     

细菌脂肪氧合酶酶学性质分析及表达优化

脂肪氧合酶(lipoxygenase,LOX)是一类含有非血红素铁的双加氧酶,在食品、医药和化工等行业具有广泛应用。利用Escherichia coli BL21(DE3)重组表达来源于Pseudomonas aeruginosa和Burkholderia thailandensis的脂肪氧合酶PaLOX、BtLOX,并对其酶学性质进行比较分析。通过对酶学性质分析发现:PaLOX、BtLOX的最适反应温度分别为25和35℃;最适反应pH分别为7.0和7.5。PaLOX的K_cat/K_m较BtLOX高16.7倍,展现出更好的开发应用潜力。为优化PaLOX的可溶性表达,采取了2种优化策略:首先利用乳糖作为诱导剂代替异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactoside,IPTG),使胞内酶活力提高了1.53倍,可溶表达水平提高了2.41倍;进一步与触发因子(triggering factor,TF)融合表达,TF-PaLOX酶活力提高了1.85倍,可溶表达水平提高3.19倍。该研究通过分析细菌来源脂肪氧合酶酶学性质...     

酿酒酵母SPS途径调控因子Stp1的泛素化过程

研究酿酒酵母SPS途径关键调控因子Stp1p泛素化调控机制。通过构建基于双分子荧光互补技术的泛素化检测载体、泛素化位点定点突变及突变体氨基酸利用这三个层面来研究Stp1p的泛素化过程。通过对Stp1p的潜在的4个泛素化位点突变结果表明,与Stp1p相比,各突变体的荧光强度均有一定程度的减弱,其中三重突变体Stp1K49,129,113R荧光强度明显弱化。表明潜在的泛素化位点突变后,Stp1p的泛素化过程受到阻遏。进一步的氨基酸利用实验表明,泛素化位点突变对于调控菌体氮源利用具有重要的作用。上述结果说明,泛素化位点突变可以调控Stp1p的泛素化过程,进而影响菌体氮源的利用。     

代谢工程改造酿酒酵母合成玉米黄质

玉米黄质是一种类胡萝卜素,在很多领域都有一定的应用。该研究在前期构建的脂质体积累酿酒酵母的基础上,表达玉米黄质合成酶,初步得到一株能够积累玉米黄质的酿酒酵母工程菌。进一步优化补料碳源、补料时间和补料方式,最终在5 L的发酵罐从48 h开始以指数流加的方式流加葡萄糖,得到玉米黄质的产量为47.7 mg/L。综上,该研究构建了一株高产玉米黄质重组菌并对其进行了发酵验证,研究结果为后续进行发酵优化提供了基础以及改进的方向。