丙谷二肽的生物合成研究进展

丙谷二肽是一种重要的氨基酸类营养补充剂,具有广泛的药理学活性,在医疗与营养健康方面具有重要的应用价值。本文对丙谷二肽的理化性质、临床应用及生物合成进行了综述,以期对丙谷二肽的生物合成具有较系统的认识。     

代谢工程改造枯草芽孢杆菌促进L-赖氨酸高效合成研究

为了构建具有益生功能和L-赖氨酸合成功能的“双功能”枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)重组菌株,对饲料工业常用的益生菌B.subtilis ACCC11025进行系统的代谢工程改造。结果表明：以来源于谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)的lysC³¹¹、zwf²³⁴和gnd³⁶¹替换B.subtilis中的thrD、zwf和gnd,即构建重组菌B.subtilis XH4,有利于L-赖氨酸的合成,其产量达到(20.3±1.9) g/L;将B.subtilis中hom替换成来源于C.glutamicum的hom⁵⁹,即构建重组菌B.subtilis XH5,可显著降低副产物积累量,提高L-赖氨酸产量至(23.2±1.7) g/L,且不影响菌体生长;在重组菌B.subtilis XH5中引入C.glutamicum中的DapDH会改变二氨基庚二酸途径(DAP)碳分布进而促进L-赖氨酸的合成,目标重组菌B.subtilis XH6的L-赖氨酸产量达到(25....     

利用重组枯草芽孢杆菌产Bacillus pumilus来源的γ-谷氨酰转肽酶及其在L-茶氨酸合成中的应用

L-茶氨酸作为一种非天然氨基酸对人体健康具有多方面的功效,其作为食品饮品添加剂和制药原料的需求量日益增加。本文以安全菌株Bacillus subtilis 168作为宿主菌,表达生产B.pumilus来源的γ-谷氨酰转肽酶(GGT)。结果显示,该来源GGT成功在B. subtilis 168中实现了胞外分泌表达。最后,通过关键转化条件优化,并结合批次流加策略,该重组GGT能够在16 h催化合成50.8 g/L的L-茶氨酸,该结果可以和已报道的以大肠杆菌作为宿主菌表达GGT并催化合成L-茶氨酸的产量相媲美。     

各种氨基酸对枯草芽孢杆菌生产聚谷氨酸的促进作用

研究了各种氨基酸对枯草芽孢杆菌发酵生产聚谷氨酸的影响。在发酵初始添加3 g/L天冬氨酸、1.5 g/L苯丙氨酸和在对数生长期晚期添加7 g/L谷氨酸使聚谷氨酸产量分别提高12.6%,23.7%和31.7%。再用均匀设计法进一步优化。优化后的氨基酸添加量为:8 g/L谷氨酸、3.5 g/L天冬氨酸、1 g/L苯丙氨酸,γ-PGA产量达到37.92 g/L,与优化前得到的培养结果相比,提高了9.9%。     

响应面法优化重组大肠杆菌全细胞催化合成丙谷二肽

L-丙氨酰-L-谷氨酰胺(L-alanyl-L-glutamine,丙谷二肽)是重要的肠外营养补充剂,有着广泛的应用.本文利用表达α-氨基酸酯酰基转移酶的重组大肠杆菌QC01,进行全细胞催化法合成丙谷二肽.通过最陡爬坡实验筛选出对全细胞催化影响最显著的三个因素:QC01细胞浓度、底物比例和反应温度,再利用响应面实验,研...     

金属离子协同氨基酸提高重组β-环糊精葡萄糖基转移酶在枯草芽孢杆菌中的表达

随着环糊精的应用越来越广,其生产所必需的环糊精葡萄糖基转移酶(EC 2.4.1.19,简称CGT酶)已成为研究热点。为了克服天然菌种产环糊精葡萄糖基转移酶(CGT)能力低等缺陷,该文将来源于Bacillus circulans STB01的β-CGT酶基因插入质粒p ST中,构建了分泌型表达载体cgt/p ST并在宿主B.subtilis WB600中成功表达;通过对摇瓶发酵产CGT酶的条件进行优化发现,当发酵培养基为TB,p H为7.0时,37℃培养48 h后胞外酶活力达到27.9 U/m L,与天然菌株B.circulans STB01在较优发酵条件下所分泌的胞外酶活力相比,提高了近19倍;对TB培养基碳源、氮源进一步优化,以6 g/L的玉米淀粉替代TB培养基中的甘油,以30 g/L的酵母提取物作为氮源,胞外酶活可达到31.2 U/m L;亮氨酸、天冬氨酸的添加能明显促进β-CGT酶的胞外表达,而0.5mmol/L Fe3+的添加能进一步将胞外酶活提高到36.9 U/m L。这是目前报道的β-CGT酶在B.subtilis中胞外表达的最高β-环化活力。     

枯草芽孢杆菌发酵提取物对大肠杆菌的抑制作用

为探索枯草芽孢杆菌发酵提取物对大肠杆菌的抑菌效果及作用机理,利用倍半稀释法确定其对大肠杆菌的最小抑菌浓度,通过研究枯草芽孢杆菌发酵提取物对大肠杆菌生长曲线、细胞膜通透性以及细胞超微结构的影响,探讨提取物对大肠杆菌的抑制作用机理,同时对该提取物的化合物类型进行了初步分析。结果表明,该提取物对大肠杆菌具有明显的抑制作用,其最小抑菌浓度为0.614 mg·mL^-1,在大肠杆菌生长的延滞期和对数期加入该提取物,比在稳定期加入能够显现出更好的抑菌效果。经提取物作用后的细胞表面粗糙,边缘模糊,细胞膜破裂,表明该提取物能够增加大肠杆菌细胞膜的通透性。化合物分析显示,提取物中抑菌成分主要是多烯类化合物和脂肽类化合物。     

重组普鲁兰酶在枯草芽孢杆菌中的高效表达

普鲁兰酶可特异性地水解支链淀粉得到直链淀粉,因而在淀粉加工过程中具有重要的应用。本研究从Bacillus naganoensis ATCC53909基因组中克隆了普鲁兰酶基因pul,并克隆到大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭载体p BE中,构建表达载体p BE-pul。在此基础上,将来源于枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌以及解淀粉芽孢杆菌中的17个高表达基因的启动子分别克隆到表达载体p BE-pul中,并转化至Bacillus subtilis ATCC6051?10,成功构建了十七株含有不同启动子介导普鲁兰酶分泌表达的重组菌株。对重组菌株的分泌表达比较发现,启动子P43和Pspov G介导的普鲁兰酶活性明显优于其他启动子,其中Pspov G介导的普鲁兰酶活性更高。同时,还使用了启动子Pspov G介导N端的108个氨基酸缺失的pul324突变体进行分泌表达。通过对17种启动子的比较和两个普鲁兰酶基因的比较,本研究构建的一株重组菌株的普鲁兰酶的表达更为高效,其活性高达389.85 U/mL,后者显著高于现有的相关报道。     

重组枯草芽孢杆菌分泌表达腺苷酸脱氨酶

目的：利用基因重组技术,构建腺苷酸脱氨酶高效表达的重组菌株。方法：以前期构建的产腺苷酸脱氨酶重组大肠杆菌BL21（DE3）/pET28α-AMPD中来源于鼠灰链霉菌（Streptomyces murinus）目的基因为模板,设计特异性引物扩增腺苷酸脱氨酶基因,亚克隆至游离型表达载体pHY-WZX,转化枯草芽孢杆菌WB600。结果：成功筛选获得了一株产腺苷酸脱氨酶重组枯草芽孢杆菌WB600/pHY-AMPD,进一步在摇瓶中探究了发酵培养基成分对重组酶发酵的影响。获得了较优发酵培养基为：葡萄糖10 g/L、 酵母膏30 g/L、CaCl2 0.5 g/L、柠檬酸三钠1 g/L、NaH2PO4 10 g/L、K2HPO4 10 g/L、(NH4)2SO4 5 g/L,37 ℃、200 r/min发酵60 h摇瓶发酵液酶活力可达到（2 230±50） U/mL。结论：本研究实现了鼠灰链霉菌来源的腺苷酸脱氨酶基因在枯草芽孢杆菌中表达。     

Enzymatic synthesis of glycosylated puerarin using maltogenic amylase from Bacillus stearothermophilus expressed in Bacillus subtilis

BACKGROUND: The maltogenic amylase from Bacillus stearothermophilus (BSMA) is a valuable biocatalyst that has been used to transglycosylate natural glycosides to improve solubility. To ensure safety, BSMA was produced in Bacillus subtilis, using new shuttle vector‐based expression vectors. The transglycosylation of puerarin was also conducted with crude BSMA and analyzed. RESULTS: Two expression systems, each containing one of the promoters from the genes encoding Bacillus licheniformis maltogenic amylase (BLMA) and an α‐amylase from B. subtilis NA64 (amyR2), were constructed. The amyR2 promoter system was chosen as the best system; it yielded 107 mg of pure BSMA from a 2 L culture. In the transglycosylation reactions of puerarin using crude BSMA, relative amounts for maltosyl‐α‐(1 → 6)‐puerarin, glucosyl‐α‐(1 → 6)‐puerarin, glucosyl‐α‐(1 → 3)‐puerarin, and puerarin were determined as 26:18:7:49. A two‐step purification process, including gel permeation chromatography, yielded 1.7 g of the transfer products from 3 g of puerarin. CONCLUSION: The crude BSMA produced from a host generally recognized as safe (B. subtilis) can be used to transglycosylate various functional compounds. The expression system developed in this study will be helpful for the production of other food‐grade enzymes by B. subtilis. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

N-乙酰神经氨酸合成途径在枯草芽孢杆菌的构建

对食品安全认可的枯草芽孢杆菌进行菌株改造,利用生物发酵法制备N-乙酰神经氨酸。首先通过基因合成获取来自枯草芽孢杆菌溶源体的P_holin启动子并构建了p MK4-P_holin-GFP质粒,转入枯草芽孢杆菌,以GFP为报告基因,对P_holin及其它常见的强启动子进行了转录效率的比较,然后将优化后的P_holin用于构建N-乙酰神经氨酸表达质粒p MK4-P_holin-neu BC。研究结果显示:P_holin启动子是一种优异的枯草芽孢杆菌组成型强启动子,在利用LB进行发酵培养的实验中,P_holin的转录效率为同样方式构建下的P43启动子的2.62倍。通过N-乙酰神经氨酸表达质粒,可以成功地在枯草芽孢杆菌168菌株中实现N-乙酰神经氨酸的重组生产,摇瓶培养中N-乙酰神经氨酸的产量为0.226 g/L。本文为枯草芽孢杆菌进行N-乙酰神经氨酸的工业化发酵生产奠定了研究基础。      

枯草芽孢杆菌B2中果胶酶和木聚糖酶的酶学性质研究

对Bacillus subtilis B2产的果胶酶和木聚糖酶进行了初步的酶学性质分析,得出木聚糖酶的酶学性质是:最适温度为55℃,最适pH是6.0,在40℃以下具有较好的热稳定性,在pH3.0~11.0时有很好的稳定性,酸碱对其酶活的影响不大;果胶酶的酶学性质是:最适温度为60℃,最适pH是8.5,在60℃以下具有较好的热稳定性,在pH3.0~pH11.0时有很好的稳定性,酸碱对其酶活的影响不大。     

Enzymatic modification of daidzin using heterologously expressed amylosucrase in Bacillus subtilis

Food Science and Biotechnology - Amylosucrases (ASase, EC 2.4.1.4) from Deinococcus geothermalis (DGAS) and Neisseria polysaccharea (NPAS) were heterologously expressed in Bacillus subtilis. While...     

芽胞杆菌XM-1产酸性淀粉酶发酵条件研究

通过单因素试验及响应面分析,对基础发酵培养基配方进行了优化,确定了枯草芽孢杆菌XM-1产酸性α-淀粉酶液体发酵培养基的最佳配方为:可溶性淀粉8.1g/L,花生饼34.3g/L,NH.4NO3 6g/L,KH2PO4 3g/L,CaCl2·2H2O 2.94g/L,培养基起始pH值为5.0.菌株XM-1在优化后的培养基中发酵产酶达最高为534.2U/mL,约是优化前的2.2倍.     

Synergistic killing of spores of Bacillus subtilis by peracetic acid and alcohol

Synergistic sporicidal effects were observed when spores of Bacillus subtilis SA22 (NCA 72-52) were exposed to 0.08% (v/v) peracetic acid plus 9.9% (v/v) various primary alcohols. Synergistic sporicidal responses were also found when combinations or 0.04 or 0.08% (vlv) peracetic acid plus up to approximately 20% (v/v) ethanol were used. Higher concentrations of ethanol or peracetic acid did not yield further sporicidal action. Simultaneous use of ethanol and peracetic acid is a possible method of sterilization of aseptic packaging materials.     

易错PCR技术提高中性内切葡聚糖酶活性

近年来随着纤维素酶在食品加工工业中具有广阔应用前景,而纤维素酶的工业应用一直受酶活性低,成本高的限制。为了提高中性内切葡聚糖酶的活性,作者利用易错PCR技术对来自枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)C-36的内切葡聚糖酶基因进行定向进化研究,构建了在大肠杆菌中的突变体库。通过刚果红平板筛选,获得了酶活性提高的突变株F-10,活力比亲本酶提高4.2倍。序列分析表明:F-10有5个碱基发生突变,两个氨基酸突变:D212V和T307S。SDSPAGE条带,表明基因表达正确,而表达量较原始菌株显著增加。酶学性质分析,表明该酶的最适反应pH为5.6,最适反应温度为45℃,在pH 4.5~10.0范围内50℃保温30 min可保持80%的剩余酶活,在60~75℃酶活力相对稳定,可保持在最高酶活的80%以上,当温度高于75℃时,酶开始变性失活,酶活力迅速下降。研究获得了酶活性提高的内切葡聚糖酶菌株,为进一步在分子水平研究内切葡聚糖酶的功能和其应用打下了基础,也为高酶活酶分子在其他高表达系统的表达提供了基础材料。     

纳豆枯草芽孢杆菌生物发酵川穹嗪初探

据资料显示,纳豆芽孢杆菌具有生物合成川穹嗪(TMP)等吡嗪类物质的特性,但并未深入展开研究。本文考察了液体发酵培养和固体发酵过程中底物乙偶姻(ACT)的加入时间、乙偶姻添加量及种子液的加入量对TMP生物合成的影响。实验结果表明,液体培养基组成为20%大豆浸泡物、0.5%乙偶姻时最有利于TMP的合成;固体发酵过程中,当前体在培养84h时加入TMP的合成量最高,TMP产率随底物乙偶姻加入量的增加而增加,与种子液的加入量呈负相关。      

植酸对枯草芽孢杆菌及其噬菌体的作用研究

通过在培养基中添加不同浓度的植酸,探究了植酸对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)0085和0090菌体生长、芽孢形成的影响及对枯草芽孢杆菌噬菌体P85和P90的抑制效果。结果表明,添加0.150%植酸对其噬菌体P85和P90有明显抑制效果,但影响芽孢的形成;添加0.070%植酸既可以在一定程度上抑制噬菌体P85和P90又不会影响枯草芽孢杆菌及芽孢的生长。     

麦芽低聚糖生成酶在枯草芽孢杆菌中的分泌表达及其酶学性质研究

首先构建了来源于嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)STB04的麦芽低聚糖生成酶(MFA酶)的枯草芽孢杆菌分泌表达系统,并对含表达载体的枯草芽孢杆菌WB600产重组酶的发酵条件进行了优化,发现以TB为发酵培养基、发酵温度为30℃时,有利于重组酶的分泌表达。其次,通过疏水和强阴离子交换色谱对重组酶进行了分离纯化,得到了电泳纯的酶。最后,对重组酶的酶学性质和产物合成进行了分析,结果显示:它在溶液中为单聚体,最适反应温度为45℃,且在该温度下半衰期为30 min;最适反应p H为6.5,且具有很好的p H稳定性;酶活力对金属离子存在一定依赖性并受Fe3+和Sn2+等重金属离子的显著抑制;重组MFA酶的动力学性质可以用米氏方程进行很好的描述,对麦芽糊精的水解速率最高;重组酶作用不同来源原淀粉及麦芽糊精的主要产物均为麦芽三糖、麦芽四糖和麦芽五糖,且以麦芽五糖为最高。