α-酮戊二酸对L-羟脯氨酸产量的影响

微生物合成L-羟脯氨酸时需要α-酮戊二酸的参与,而细胞内α-酮戊二酸的含量有限,限制了L-羟脯氨酸的高效合成。 因此该实 验通过在L-羟脯氨酸发酵过程中外源添加α-酮戊二酸,来考察α-酮戊二酸对发酵菌体生长、L-羟脯氨酸产量、糖酸转化率和代谢流的 影响。 结果表明,α-酮戊二酸对菌体生长有一定的抑制作用,但在一定浓度范围内,外源添加α-酮戊二酸能有效提高L-羟脯氨酸的产量和 糖酸转化率,当随糖流加5 g/L（初始发酵液）α-酮戊二酸时,L-羟脯氨酸产量能够达到最大值62.14 g/L,糖酸转化率为22.37%,与不添加 α-酮戊二酸相比,分别提高了47.85%和13.04%,同时,L-羟脯氨酸的合成代谢流提高了11.98%,副产物乙酸合成代谢流减少了29.42%。     

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。     

离子交换法纯化α-酮戊二酸

为了从发酵液中分离纯化出α-酮戊二酸,作者利用活性炭对发酵液进行脱色后,采用离子交换法对α-酮戊二酸的纯化工艺进行了研究。结果表明,活性炭用量1.5 g/L、pH 3.0、脱色时间1 h、脱色温度50℃的条件下能取得最佳脱色效果,脱色率达89.2%。分析了6种阴离子交换树脂对α-酮戊二酸的吸附容量,确定了吸附性能显著的D301大孔弱碱型树脂。在固定床上上样条件优化表明,当发酵液中α-酮戊二酸质量浓度为20 g/L、上样流速为2.67 BV/h、径高比为1∶12时,上样吸附效果最佳。采取阶段洗脱工艺:第一阶段用0.01 mol/L的NaCl和0.01 mol/L的HCl混合溶液进行洗脱,第二阶段采用0.3 mol/L的HCl溶液在6 BV/h的流速下进行洗脱。验证结果表明,在此洗脱工艺下,收集液中α-酮戊二酸与丙酮酸的质量比由初始发酵液中的1.5∶1提高为10∶1时,α-酮戊二酸收率为93.2%。因此,采用离子交换法可有效的分离纯化发酵液中的α-酮戊二酸。     

钙盐沉淀法从酮酸发酵液中提取α-酮戊二酸

酮戊二酸作为一种重要的有机酸,在食品、化工、医药等领域具有广泛的用途。目前,发酵法是生产α-酮戊二酸最具优势的方法。但在解脂亚洛酵母发酵生产α-酮戊二酸的过程中,丙酮酸作为副产物总是大量积累。这2种酮酸物化性质相似,为下游分离提取过程造成了很大的困难。研究对比3种不同钙盐对酮酸分离的影响,建立了一种有效分离发酵液中α-酮戊二酸的钙盐沉淀方法。采用CaCO3为α-酮戊二酸的最佳沉淀剂,α-酮戊二酸的回收率和纯度分别为82.5%和98.89%。同时,结果表明在偏中性和高温作用下,丙酮酸的稳定性受到影响,丙酮酸分离不适用于钙盐沉淀法。该研究可为酮酸的分离提取过程提供重要的理论参考。     

α-酮戊二酸分离提取工艺的优化

运用全细胞催化法生产α-酮戊二酸的过程中,α-酮戊二酸生物转化液中含有残留底物、杂蛋白、有机杂酸和色素等杂质,用单一的分离方法不易去除。该文使用钙盐沉淀法结合离子交换法对α-酮戊二酸全细胞转化液进行分离纯化,将预处理后的料液酸化至pH=2.0,用Ca(OH)₂做沉淀剂沉淀α-酮戊二酸得到α-酮戊二酸钙,然后使用浓H₂SO₄处理α-酮戊二酸钙得到离子交换母液,经液相色谱检测,α-酮戊二酸的纯度从78.79%上升至93.66%。通过离子交换静态试验筛选出D301型树脂作为离子交换填料。动态上样最优参数为：高径比2.5∶1、上样质量浓度30 g/L、上样流速2.4 BV/h。最佳洗脱条件为：质量分数为0.02%的HCl溶液洗脱2个柱体积,流速4 BV/h,以质量分数为5%的NaOH溶液洗脱4个柱体积,流速2 BV/h,最终分离纯化处理后的总收率为80.32%,纯度为97.32%。     

大蒜绿变过程中几种关键物质的变化规律

研究测定了4℃贮藏条件下大蒜绿变强度、三羧酸循环中间物有机酸和δ-氨基酮戊酸(aminolevulinic acid,ALA)含量的变化。结果表明:随着贮藏时间的延长,大蒜绿变强度增大,柠檬酸、α-酮戊二酸、延胡索酸含量和ALA含量均明显增加。经钙离子调控三羧酸循环后,大蒜的绿变强度、柠檬酸和α-酮戊二酸含量逐渐升高,延胡索酸含量逐渐降低;经丙二酸调控三羧酸循环后,大蒜绿变强度先升高后降低,延胡索酸含量显著降低,表明三羧酸循环可以影响大蒜绿色素的形成。     

谷氨酸棒杆菌代谢副产物对α-酮戊二酸积累的影响

谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)中ldh基因编码乳酸脱氢酶,可以催化丙酮酸转化生成乳酸,ackA和pqo基因编码乙酸激酶和丙酮酸:醌氧化还原酶,可以催化丙酮酸转化为乙酸.为了研究这三个基因缺失对谷氨酸棒杆菌α-酮戊二酸积累的影响,以Cglutamic um GDK-10为出发菌株,通过重叠延伸PCR及同源重组技术分别构建ldh,pqo,ackA,pqo和ackA基因缺失突变株GDK-14,GDK-15,GDK-16,GDK-17.对出发菌及上述重组菌株进行发酵验证比较,发酵结果表明:ldh和pqo基因缺失菌株的α--酮戊二酸产量分别比出发菌降低了8.54％和27.9％,而ackA基因的缺失使α-酮戊二酸产量比出发菌提高了8.99％.     

由L-精氨酸发酵液制备结晶型精酮合剂

精酮合剂(L-精氨酸-α-酮戊二酸盐,AAKG)是目前国际市场上销量日益增长的一种氨基酸盐类功能制品,通常的产品形式是混合型而非结晶型。实验直接以L-精氨酸(L-Arg)发酵液为原料,通过加入α-酮戊二酸(α-KG)进行络合,制备出结晶型精酮合剂,其主要工艺步骤和控制参数如下:首先对发酵液进行絮凝和过滤,并减压浓缩至L-Arg浓度为1.0 mol/L,再等摩尔加入α-KG进行络合,进一步减压浓缩使AAKG浓度达到1.5mol/L;浓缩液以2℃/h的速率缓慢降温至10℃,恒温结晶24 h,获得粗晶体,并再在同样的条件下进行重结晶。其精酮合剂纯度为99.2%,分子中L-Arg∶α-KG的摩尔比为1∶1.02,产品总收率为62.9%。     

谷氨酸棒杆菌KGA-3产α-酮戊二酸补料分批发酵工艺优化

α-酮戊二酸(α-KGA)是微生物三羧酸循环中重要的中间产物,在生命代谢中起到重要的作用,具有广泛的应用价值.对谷氨酸棒杆菌KGA-3发酵产α-KGA进行了研究,确立了补料分批发酵最佳条件,即种子培养基pH控制为7.0,摇瓶种子培养温度32℃,接种时间为12h,发酵培养基装液量25 mL/500 mL圆底三角瓶,按体积分数20％接种,最适初始糖浓度为90g/L,发酵周期为32 h.发酵采取初期补氨水,转型后添加0.75 moL/L NaOH溶液调节pH的工艺.在优化条件下,α-KGA产量和糖酸转化率分别为25.8 g/L和35.1％,比初始条件下分别提高了45.5％和11.5％.     

发酵法生产α-酮戊二酸技术的研究

α-酮戊二酸(α-ketoglutarate,简称α-KG)是一种重要的有机酸,在微生物细胞的代谢中起着重要的作用,也是合成多种氨基酸、蛋白质的重要前体物质,在食品、医药、化工和化妆品行业有广泛的应     

树脂D202对埃博霉素发酵产量的影响

目的研究离子交换树脂D202对合成埃博霉素发酵产量的影响。方法利用硝酸银滴定法和酶活测定法研究加入树脂前后各参数的变化。结果加入阴离子交换树脂D202可降低发酵培养基中氯离子含量,进一步影响纤维堆囊菌三羧酸循环中α-酮戊二酸脱氢酶复合体(OGDHC)活性。结论树脂D202可显著促进纤维堆囊菌生长,进而提高埃博霉素的产量。     

过表达mqo对重组谷氨酸棒杆菌L-异亮氨酸和4-羟基异亮氨酸合成的影响

4-羟基异亮氨酸(4-hydroxyisoleucine,4-HIL)具有促进胰岛素分泌、降低胰岛素抵抗活性功能,在治疗糖尿病方面有潜在的应用价值。在产L-异亮氨酸(L-isoleucine,Ile)的谷氨酸棒杆菌SN01菌株中过表达ido基因后可以合成4-HIL。为了促进草酰乙酸的供应和4-HIL合成,在这株重组菌中又过表达了mqo。发酵144 h后,ido-mqo过表达菌的4-HIL产量是(60.86±2.24)mmol/L,低于ido过表达菌(72.06±5.60)mmol/L;但是,Ile的积累量高达(101.39±2.20)mmol/L,显著高于ido过表达菌(5.00±1.43)mmol/L。对ido-mqo过表达菌代谢途径中部分关键基因的RT-PCR分析表明,进入TCA循环的碳流由异柠檬酸裂解酶分流,进入乙醛酸循环,导致4-HIL合成所需的另一底物α-酮戊二酸(α-ketoglutarate,α-KG)供应不足和Ile过剩。于是添加α-KG,当添加量为40 mmol/L时,4-HIL的产量提高到(77.7±10.91)mmol/L,Ile到4-HIL的转化率提高到75%。因此,过表达mqo能够促进Ile合成,添加α-KG后能够促进Ile向4-HIL转化,从而提高4-HIL产量。     

食品用香料α-紫罗兰酮的生物活性研究进展

α-紫罗兰酮是一种天然香料，存在于各种花卉、水果和蔬菜中。α-紫罗兰酮带有紫罗兰花香，是一种商业价值较高的香料，广泛应用于食品和医药工业中。目前的研究表明，除了香味特性，α-紫罗兰酮还具有抗氧化、抗炎、抗菌、修复皮肤损伤、缓解肌肉萎缩、诱导细胞凋亡及阻滞细胞周期、抗害虫和化感作用等多种生物活性。本文对α-紫罗兰酮的基本性质和生物学功能进展进行归纳总结和比对分析，以期为α-紫罗兰酮在食品、医药及生物领域中的开发与应用提供科学依据。     

乙醇促进法夫酵母虾青素合成的机理及其代谢调控

采用代谢通量分析的方法,分析乙醇促进法夫酵母生物合成虾青素的代谢调控机理。研究发现,乙醇促进法夫酵母细胞代谢中丙酮酸、乙酰辅酶A代谢节点处的通量,使流向虾青素合成途径的通量增加,是对照组通量的2.3倍,进而促进了虾青素的合成。根据代谢调控机理,对法夫酵母菌株JMU-MVP14合成虾青素代谢途径的α-酮戊二酸和5-磷酸核酮糖代谢节点进行调控,结果表明:在培养环境中添加0.5 g/Lα-酮戊二酸,能促进法夫酵母细胞生长,生长量提高0.4 g/L。添加3 g/L的谷氨酸时,法夫酵母总类胡萝卜素产量达67.9 mg/L,是对照试验总类胡萝卜素产量的1.7倍。     

亮氨酸和α-酮戊二酸对小鼠体重、血清及脏器的影响

选取40只4周龄C57BL/6雄性小鼠,随机分为4组。对照组正常饮水,其他组小鼠分别在水瓶中加入1.0%的α-酮戊二酸(Ⅰ组)、1.8%的亮氨酸(Ⅱ组)、1.8%的亮氨酸和1.0%的α-酮戊二酸(Ⅲ组)。试验期为35d。结果表明:①Ⅲ组的体重比对照组、Ⅰ组和Ⅱ组分别降低了8.7%,10.1%,10.4%;②Ⅲ组的血清白蛋白含量比对照组、Ⅰ组和Ⅱ组显著提高(P0.05);③Ⅲ组的心脏指数比对照组、Ⅰ组和Ⅱ组分别提高了19.3%,13.6%,15.2%;④Ⅲ组的腹部脂肪指数比对照组、Ⅰ组和Ⅱ组分别降低了24.1%,10.0%,6.7%,Ⅲ组的腓肠肌横截面积比对照组、Ⅰ组和Ⅱ组分别提高了46.9%,20.2%,27.9%。说明亮氨酸和α-酮戊二酸两者联合能减轻小鼠体重,加强器官对脂肪的利用,增加腓肠肌纤维横截面积。     

国际科技资讯

<正>西班牙通过串联质谱测定猪肉及伊利比亚火腿中的α-酮酸西班牙研究人员报道一种精确检测和鉴别猪肉及伊利比亚火腿中α-酮酸的方法,所测定的α-酮酸包括:α-酮戊二酸、丙酮酸、4-羟苯基丙酮酸、3-甲基-2-氧丁酸、α-酮-γ-(甲硫基)丁酸、4-甲基-2-氧基戊酸、3-甲基-2-氧基戊酸及苯丙酮酸(发表于2013年9月Food Chemistry)。     

白丝北里孢菌L-谷氨酸氧化酶的异源表达及酶学性质分析

为实现从L-谷氨酸到α-酮戊二酸（α-ketoglutaric acid,α-KG）的高效生物转化,将来源于白丝北里孢菌（Kitasatospora setae KM-6054）的L-谷氨酸氧化酶（L-glutamate oxidase,LGOX）在大肠杆菌（Escherichia coli）中实现异源表达,并研究其酶学特性。根据LGOX的氨基酸序列和大肠杆菌系统偏好性合成LGOX全基因序列,并通过pET28a（＋）/DE3系统在大肠杆菌中实现了功能表达。诱导剂异丙基硫代半乳糖苷（isopropyl-β-D-thiogalactoside,IPTG）终浓度为0.1?mmol/L,20?℃诱导18?h,重组大肠杆菌粗酶液酶活力可达49.10?U/mL。亲和层析获得酶比活力为45.98?U/mg纯酶,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳条带显示蛋白分子质量大小约为70?kDa。酶学性质研究表明：其最适反应温度和pH值分别为40?℃和6.0;Km值为1.23?mmol/L,Vmax值为76.24?μmol/（min·mg）,L-谷氨酸为该酶的最适底物。本研究确定了LGOX在E.?coli?BL21中的异源表达及酶学特性,为生物转化合成α-KG提供了新的参考途径。     

高产α-酮戊二酸解脂亚洛酵母的选育及其发酵过程优化

为了提高解脂亚洛酵母(Yarrowia lipolytica)发酵生产α-酮戊二酸(α-ketoglutaric acid,α-KG)的效率,对前期获得的1株α-酮戊二酸高产菌株1-C6进行了迭代诱变处理,并对最终获得的高产突变菌株进行了系统的发酵过程优化。首先,基于前期构建的高通量筛选方法,应用甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfone,EMS)、亚硝基胍(nitroso-guanidin,NTG)和紫外(ultraviolet,UV)等诱变方法对菌株1-C6进行迭代诱变,最终获得了1株高产突变菌株4-E2,其α-KG的产量相对出发菌株1-C6提高了56.7%。在3 L发酵罐水平上研究了搅拌转速、通风比、乙酸钠和CaCO 3添加量等条件对高产突变菌株4-E2积累α-KG的影响。结果表明,较高转速的两阶段通风比更适合于α-KG的生产,乙酸钠和CaCO 3的最佳添加量分别为6 g/L和10 g/L。在此基础上进行补料发酵策略的探索,确定了恒速连续补料发酵的策略,α-KG产量达75.86 g/L,相比分批发酵提高了44.4%。研究结果为促进发酵法生产α-KG的工业化提供了借鉴意义。     

α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类肉香味香料化合物的合成

α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类是2-甲基-3-呋喃硫醇的重要衍生物,具有非常独特的肉香味特征。研究了以溴代烷为原料,通过格氏反应、Swern氧化、卤素取代和亲核取代四步反应制备α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类化合物的方法。首先溴代烷与甲酸乙酯通过格氏反应生成醇,产率85%左右;醇通过Swern氧化得到酮,产率75%左右;所得到的酮与液溴反应制得相应的α-溴代酮,产率70%左右;α-溴代酮在碳酸钾的作用下与2-甲基-3-呋喃硫醇反应,得到最终产物α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮,产率65%左右。最终产物通过1HNMR、13CNMR及MS进行了表征。     

谷氨酸发酵条件控制不当，代谢产物会有什么变化？

在通常情况下,发酵通风量适当,累积谷氨酸;通气量不足,产乳酸或琥珀酸;通气量过大,产α-酮戊二酸。发酵温度适中产谷氨酸;温度过高容易积累乳酸。发酵培养基中生物素亚适量,积累谷氨酸;生物素不足,菌体生长不良;如过量则积累琥珀酸或乳酸;