产5-氨基乙酰丙酸酿酒酵母工程菌株的构建

5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)是一种天然存在的非蛋白质类氨基酸,在医学和农业领域应用广泛。为构建生产ALA的酿酒酵母细胞工厂,作者首先在酿酒酵母中分别表达了来源于酿酒酵母和类球红细菌中编码ALA生物合成C4途径ALA合酶的hem1和hemA基因,同时又表达了来源于大肠杆菌编码C5途径关键酶谷氨酰-tRNA还原酶和谷氨醛氨基转移酶的基因hemA和hemL。结果表明,表达酿酒酵母自身来源的hem1基因更利于ALA的合成,ALA产量为327.6 mg/L。在此基础上将C4和C5途径的基因hem1、hemA和hemL在酿酒酵母中过量表达,在添加前体物质甘氨酸和琥珀酸的条件下,ALA产量为525.8 mg/L,实现了在酿酒酵母中合成ALA。     

代谢工程构建谷氨酸棒杆菌合成5-氨基乙酰丙酸

非蛋白氨基酸5-氨基乙酰丙酸是合成四氢吡咯化合物的前体物,被广泛应用于医药、农业和畜牧业。为提升5-氨基乙酰丙酸合成效率,该研究以谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum ATCC13032为出发菌株,首先敲除L-谷氨酸输出蛋白编码基因NCgl1221阻断其分泌,菌株5-氨基乙酰丙酸产量达到0.62 g/L。然后利用脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)脚手架体系组装关键酶谷氨酰-tRNA还原酶和谷氨酸-1-半醛氨基转移酶,当二者比例为2∶1时最有利于5-氨基乙酰丙酸的合成,产量为0.84 g/L;为增强三羧酸(tricarboxylic acid, TCA)循环,分别通过过表达pyc、ppc和pckA强化回补途径,结合过表达gltA强化柠檬酸合成,结果表明以共表达pckA和gltA的效果最佳;在此基础上通过敲除aceA并过表达pntAB以增强α-酮戊二酸和NADPH供应,所获菌株ALA-10的5-氨基乙酰丙酸产量为1.47 g/L。该研究可为提升5-氨基乙酰丙酸的发酵合成效率提供参考。     

解淀粉芽孢杆菌与大肠杆菌合成血红素的共培养体系构建及优化

通过将前体5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid, 5-ALA)合成模块和5-ALA合成血红素模块分别设计在解淀粉芽孢杆菌与大肠杆菌中，构建了血红素合成共培养体系，实现了血红素的积累。首先，重构解淀粉芽孢杆菌的高谷氨酸合成代谢流方向，改善谷氨酸流向血红素前体5-ALA的效率，并在大肠杆菌中表达5-ALA合成血红素的7个途径基因。通过对上述2株工程菌共培养发酵实现了血红素积累。此外，通过适配性优化关键途径基因、阻遏竞争途径代谢流、载体工程以及发酵过程优化等策略来进一步改善共培养体系合成血红素的能力，获得了65.38 mg/L的血红素积累。该研究首次采用共培养体系从葡萄糖生产血红素，为其他天然产物的生物合成提供了崭新的思路。     

盐胁迫下5-氨基乙酰丙酸对农作物生长的作用

5-氨基乙酰丙酸（ALA）是许多物质生物合成的前体,天然存在于动植物体内。近年来,外源5-氨基乙酰丙酸被广泛运用于农业生产相关研究,在农作物种植、农作物抵抗逆境胁迫中发挥重要作用。本文综述了盐胁迫下外源5-氨基乙酰丙酸（ALA）对农作物生长的作用,以期为相关研究提供参考。     

合成5-氨基乙酰丙酸谷氨酸棒杆菌的代谢工程构建

作为高附加值氨基酸衍生物,5-氨基乙酰丙酸具有重要的生理活性,被广泛应用于医药、农业和畜牧业。为强化5-氨基乙酰丙酸的合成,该研究以前期构建的谷氨酸棒杆菌AL6为出发菌株,首先过表达异柠檬酸脱氢酶编码基因icd强化α-酮戊二酸合成;然后利用弱启动子控制α-酮戊二酸脱氢酶以弱化α-酮戊二酸降解,菌株AL8的5-氨基乙酰丙酸产量达到1.92 g/L。利用动态调控策略调节5-氨基乙酰丙酸的降解,有效降低了副产物胆色素原和血红素的生成。在此基础上证明了谷氨酸棒杆菌苏氨酸输出蛋白ThrE具有输出5-氨基乙酰丙酸的功能,但大肠杆菌苏氨酸输出蛋白RhtA效果更佳,采用基因组整合过表达rhtA的方式效果最好,所构建菌株AL12的5-氨基乙酰丙酸产量为2.69 g/L。该研究可为提升5-氨基乙酰丙酸的发酵合成效率提供参考。     

枯草芽孢杆菌生产胞苷的途径分析

运用METATOOL软件对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtillis) TZM1012由葡萄糖生物合成胞苷的代谢途径进行分析,以确定胞苷合成的最佳途径和最大理论产率.结果表明其最大理论产率为0.28,5-磷酸核糖焦磷酸与草酰乙酸是胞苷合成途径的关键节点,发酵中后期低溶氧控制是胞苷合成的重要前提,溶氧控制在5～10%时胞苷产量可提高15.8%.结论是以途径分析为指导,改变外界环境因子,胞苷的产量可得到显著的提高.     

米曲霉CPA毒素的5-氟色氨酸分子探针研究

米曲霉中往往含有完整的环匹阿尼酸(cyclopiazonic acid,CPA)毒素生物合成基因簇.鉴于CPAs对食品安全的潜在威胁和其不同的存在形式,依据CPA的生物合成机制推测可将外源氟代前体探针化合物嵌入CPA生物合成途径,从而形成氟代物用于靶向检测.结果 显示,米曲霉CPA合成途径可以接受5-F-L-Trp为底...     

生物法合成4-羟基异亮氨酸的代谢工程研究进展

4-羟基异亮氨酸是一种非蛋白质氨基酸,因具有血糖浓度依赖的诱导胰岛素分泌等生物学活性,而被视为治疗糖尿病的潜在药物.近年来,生物法合成4-羟基异亮氨酸取得了一定的进展.文章概述了4-羟基异亮氨酸的功能、合成方法及其生物合成途径.在此基础上,从构建4-异亮氨酸合成途径、强化L-异亮氨酸合成、重构中心代谢途径等层面着重阐述...     

关键酶基因的过表达与环境因素对大肠杆菌血红素合成的调控

为了阐明大肠杆菌卟啉合成途径关键酶基因和环境因素对卟啉代谢的调控作用,分别同源过表达了gltX、hemA、hemB、hemD、hemH及hemAD基因,分析了环境因素对卟啉前体5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic,ALA)和终产物血红素合成的影响。结果表明,hemA过表达显著促进了卟啉和血红素合成,温度和溶氧条件对hemA重组菌Eco/pEA产ALA与血红素的影响不一致。在最佳环境条件下,Eco/pEA的血红素含量是原始菌株的11. 7倍。因此,不同关键酶基因的过表达与环境因素对卟啉代谢的影响存在显著差异。     

5-氨基乙酰丙酸脱水酶缺失对大肠杆菌生长的影响

5-氨基乙酰丙酸(ALA)脱水酶直接关系到ALA的积累,研究该酶突变对细胞的影响对生物法生产ALA具有重要意义,然而目前这方面认识比较混乱.本研究通过无痕敲除Ecoli MG1655菌株的ALA脱水酶的结构基因hemB,发现ALA脱水酶酶活大幅降低,且突变株生长受到极大的影响,但是仍然有10%的残余酶活支持细胞微弱且不...