赖氨酸发酵

<正> 1.前言 微生物生产氨基酸的技术,是日本最早确立的发酵工业的一个分支。这种技术,是人为地解除氨基酸生物合成的代谢控制机制,使其大量积累所需氨基酸。本文想以L-赖氨酸的生产为中心,介绍其有关生物合成的调节机制、生产菌的育种和培养的工艺方法等的最新研究成果。赖氨酸的生物合成,主要由反馈控制和膜通透性的障碍物所调节,这种控制方式随微生物菌种、菌株的变动而异。稍详细地介绍其控制机制,可为有效地进行赖氨酸产生菌的育种指明方向,并给生物进化的研究提供线索。赖氨酸发酵的育种,是应用有关代谢调节研究成果的典型例子。     

克鲁维酵母(Kluyveromyces SP.)Y-85菊粉酶生物合成的调控

研究了克鲁维酵母(KluyveromycesSP.)Y-85菊粉酶生物合成的诱导和阻遏机制,发现菊粉酶的生物合成受底物菊粉诱导和菊粉降解物阻遏的双重调控。对诱导作用机理的探讨认为,二聚果糖是酶合成的生理诱导物。研究着重探讨了菊粉酶生物合成的阻遏作用,当还原糖浓度在1.61mg/mL以上时,酶的合成受到明显的阻遏调节,在易利用碳源中,果糖的阻遏作用最强(阻遏率达60.47%)。通过对该菌株阻遏作用机理的探讨,认为果糖的阻遏调控发生在酶蛋白合成的转录水平上。     

不同辅因子NADPH水平对谷氨酸棒杆菌生长及产物合成的影响

由谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)分泌的初级代谢产物赖氨酸,其合成与胞内NADPH水平密切相关,但目前对谷氨酸棒杆菌中赖氨酸的生物合成与辅因子NADPH之间调节机制的理解仍然有限.作者以赖氨酸高产菌C.glutamicum XQ-5为出发菌株,通过阻断磷酸戊糖途径构建了低NADPH水...     

在酿酒酵母中重构棉子糖生物合成途径的基础研究

研究了在酿酒酵母中重构棉子糖生物合成途径,为后续高效生物合成棉子糖细胞工厂的构建奠定基础。敲除酿酒酵母中能降解棉子糖的蔗糖酶与α-半乳糖苷酶的基因构建出E1(Δsuc2::Δmel1);在此基础上,构建单基因表达拟南芥肌醇半乳糖合成酶基因gols1与gols3及棉子糖合成酶基因sip1与sip5的工程菌株,及构建双基因组合表达(gols1::sip1、gols1::sip5、gols3::sip1与gols3::sip5)工程菌株;比较工程菌株代谢产物如肌醇、UDP-半乳糖、肌醇半乳糖、蔗糖及棉子糖等生成情况,验证在酿酒酵母中重构棉子糖生物合成途径的可行性。研究表明,通过共表达外源肌醇半乳糖合成酶及棉子糖合成酶基因,并敲除能降解棉子糖的蔗糖酶与α-半乳糖苷酶的基因,在酿酒酵母中实现了棉子糖生物合成途径的重构;肌醇半乳糖合成酶与棉子糖合成酶基因的不同共表达组合,棉子糖生成量有差异;重构的棉子糖生物合成途经改变了酿酒酵母原始菌株的代谢流量。     

共轭亚油酸生物合成及其对肠道菌群影响的研究进展

共轭亚油酸(CLA)是一种人和动物自身无法合成但又不可缺少的脂肪酸,它具有抗癌、抗肥胖、抗动脉粥样硬化、抗糖尿病等潜在生理功能,被广泛用作食品营养补充剂。由于天然CLA来源较少、化学合成副产物较多,而利用乳酸菌生物合成的CLA结构单一且转化效率高,是一种有前景的合成方法。目前微生物将亚油酸(LA)转化为CLA的机制主要有2种,即以瘤胃微生物为主的生物氢化合成和乳酸菌为代表的多酶系合成。现有研究表明,CLA具有调节肠道菌群的作用,并指出其潜在生理功能可能与其对肠道微生态的影响密切相关。文章总结了CLA生物合成和影响因素,分析了CLA的生物合成机制以及其对肠道菌群的调节作用,为进一步筛选出高产CLA菌株和CLA的产业化应用提供理论依据。     

胞苷产生菌的选育

选育胞苷高产菌株是实现发酵法生产胞苷的前提.本文分析了枯草芽孢杆菌的嘧啶生物合成途径及其代谢调控机制.提出了胞苷高产菌株的育种思路:采用具有天然的磷酸单酯酶活力很高的野生型枯草芽孢杆菌为出发菌株,选育具有胞苷脱氨酶缺失(CRDAE-)、6-杂氮尿嘧啶(6-AUr)、2-巯基尿嘧啶(2-TUr)、5-氟胞苷(5-FCr)等结构类似物抗性标记及高丝氨酸缺陷(HAD-)遗传标记的突变株.     

环二鸟苷酸调控细菌胞外多糖生物合成的研究进展

细菌胞外多糖(Exopolysaccharide,EPS)是细菌生长代谢过程中自身合成并分泌到细胞壁外的一种次级代谢产物,可以调节细胞对不同基质的初始附着,保护细胞抗环境胁迫和脱水。作为潜在的益生元,EPS具有安全,无毒和特殊的理化性质,广泛应用在食品、医药、生物和工业等领域。然而,细菌代谢系统复杂,EPS的生物合成机制仍未得到全面解析。环二鸟苷酸(Cyclic diguanylate,c-di-GMP)作为一类重要的第二信使,在细菌的生物被膜形成、运动性、黏附、毒力以及EPS合成等众多生理活动上发挥重要的调控作用。c-di-GMP转录调控机制的解析,为探明细菌EPS的生物合成机理提供了全新的思路。本文详细总结了c-di-GMP的特性及合成降解途径,重点综述c-di-GMP在介导细菌EPS生物合成过程中的调控机理。本篇综述为揭示细菌EPS生物合成机理和构效关系的研究提供理论基础。     

氨基酸技术讲座

3.直接发酵法生产如上所述,芳香族氨基酸生物合成受到极为严格的调节,因此,直接从自然界分离芳香族氨基酸积累株几乎是不可能的。但是,如果采用生理学或遗传学手段使这些调节不起作用,就可达到上述目的。例如。(1) 通过变异解除调节,(2) 优先合成的转换,(3) 与抑制剂相竞争的生物合成中间体(调节酶的基质)浓度的增加,(4) 在多端终产物调节的场合,其中一个反馈因子浓度的减     

低能离子注入诱变酿酒酵母菌胞外代谢产物的差异性分析

基于代谢组学方法研究低能离子束诱变重组菌株N6076与原始菌株Kh08在不同发酵时期的差异性胞外代谢产物,并通过网络药理学探讨了相关代谢通路。结果表明,不同时期两种菌株的胞外代谢产物存在明显差异,鉴定出VIP1的15种代谢差异物,其中吲哚3-丙酸不仅作为共同的代谢产物,而且其差异性也最为显著。基于网络药理学的差异代谢物的通路分析,结果表明该重组菌株中有四条代谢通路存在显著性差异,分别是:醚脂代谢、糖基磷脂酰肌醇(GPI)-锚定生物合成、泛酸和Co A的生物合成、甘油磷脂。论文研究为进一步认识重组酵母菌的代谢差异提供了科学依据,为下一步的菌种改良提供可能的驯化方向。     

龟裂链霉菌zwf2基因敲入及阻断对土霉素合成的影响

目的考察敲入及阻断zwf2基因对6-磷酸葡糖脱氢酶(G6PDH)活性、细胞生长、土霉素合成的影响.方法构建敲入转化子M4018-(zwf2)和阻断转化子M4018-Δzwf2后,以原始菌株为对照,比较敲入转化子菌株M4018-(zwf2)和阻断转化子菌株M4018-ΔAzwf2摇瓶发酵后G6PDH活性,细胞生长、土霉素合成等生物性质的变化.结果阻断转化子菌株M4018-Δzwf2的G6PDH活性是原始菌的50%左右,敲入转化子菌株M4018-(zwf2)的G6PDH活性则略高于原始菌;阻断转化子菌株M4018-Δzwf2土霉素生物合成水平比原始菌提高27%,比敲入转化子菌株M4018-(zwf2)高约40%;发酵结束时敲入转化子菌株M4018-(zwf2)的细胞干重高于其他2株菌,其它2株菌的细胞干重差异不大.结论 zwf2阻断有利于土霉素的生物合成,zwf2增强则对细胞生长有利.     

黑色素生物合成抑制剂产生菌株的筛选

采集了中国 1 1个省的土样和草样共 2 3 1份 ,分离出了 1 70 0株链霉菌 .筛选结果是 :3 9 2 4号菌株在比基尼链霉菌筛选模型中抑制圈的直径为 2 0mm ,属于直径较大者 ;其黑色素生物合成抑制剂初提物对CV 1细胞的急性细胞毒性 (致毒质量浓度 )为 1 0mg/mL ,属于毒性较小者 .根据以上试验结果 ,作者确定 3 9 2 4号菌株为黑色素生物合成抑制剂研究的试验菌株 .     

唐菖蒲伯克霍尔德菌椰毒致病型菌株Co14毒力相关基因解析

目的了解1株引起致死性食物中毒事件的唐菖蒲伯克霍尔德菌椰毒致病型菌株Co14的全基因组序列特征,对其基因组中米酵菌酸(BA)和毒黄素(TF)的生物合成相关基因进行了预测和分析。方法通过第三代高通量测序技术(PacBio)对Co14进行全基因组测序,使用BLAST软件预测BA和TF的生物合成相关基因。结果 Co14基因组中含有2个闭合的环状染色体,大小分别为4.1和4.0 Mb,鸟嘌呤和胞嘧啶所占比例(GC含量)分别为67.82%和68.32%。Co14基因组中还携带有一个146 kb的闭合环状质粒,GC含量为63.25%,编码149个基因。通过同源序列比对,在Co14染色体1上发现了BA和TF的生物合成相关基因簇bonR1R2LJKFGABDEHIM和toxRABCDE。结论 Co14全基因组数据为研究唐菖蒲伯克霍尔德菌食物中毒菌株的致病性和毒力因子产生机制奠定了遗传学基础。     

伏马毒素生物合成和降解的研究进展

伏马毒素(Fumonisins,FBs)一种由串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme)、轮状镰孢菌(Fusarium verticillioides)、多誉镰刀菌(Fusarium proliferatum)和其他一些镰孢菌种产生的水溶性次级代谢产物.广泛存在于玉米等农产品中,在较低的浓度范围内,可干扰植物正常生理代谢功能,不仅会造成农业经济损失,其严重的致癌性对人畜危害极大,因此开始受到广泛关注.目前国际上对伏马菌素的研究已经深入到分子水平,通过对产伏马菌素菌株的遗传学研究,鉴定出与伏马菌素生物合成相关基因及合成协同调节基因簇.本文介绍了伏马毒素的理化性质,以及伏马毒素作用机理,生物合成途径.阐述了伏马毒素生物合成的基因序列群以及基因簇的表达方式.论述了伏马毒素的降解方法,并为今后伏马毒素生物工程降解研究提出了建议.     

植物乳杆菌YM-2菌株胞外多糖生物合成工艺优化

对从云南传统发酵豆豉分离得到的植物乳杆菌YM-2(Lactobacillus plantarum YM-2)菌株胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)生物合成条件进行优化。首先对培养基成分中的碳源、氮源种类进行筛选;然后利用单因素试验分析碳源含量、氮源含量、培养时间以及培养温度对EPS产量的影响;最后采用Box-Behnken法进行四因素三水平响应面分析以确定其最优工艺条件。结果表明,植物乳杆菌YM-2菌株生物合成EPS最佳条件为碳源(葡萄糖)含量30 g/L、氮源(酵母粉)含量30 g/L、培养时间30.05 h、培养温度36.36℃,在此工艺条件下,植物乳杆菌YM-2 EPS产量为257.362 mg/L。     

欧盟评估一种麦芽糖淀粉酶的安全性

<正>2019年7月29日,欧盟食品安全局(EFSA)发布关于来自转基因大肠杆菌(菌株BLASC)的麦芽糖淀粉酶(maltogenic amylase)安全性的评估结果。据了解,这种食品酶是由Advanced Enzyme Technologies公司用转基因大肠杆菌(菌株BLASC)生产的。这种食品     

辅酶A的生物合成途径及其应用

辅酶A(CoA)是一种广泛存在于植物、动物以及微生物体内的辅因子，CoA与其衍生物不仅参与TCA循环、β-氧化和脂肪酸的合成等多种代谢途径，也是合成多种生物大分子的前体物质。近年来，随着耐药菌株的迅速增加使得人们对于开发一种新型抗生素的策略产生了新的需求，而辅酶A生物合成酶广泛的底物特异性以及不同物种间酶结构和机制所存在的差异性，使其有可能成为一种新型的抗结核、抗寄生虫等药物设计的靶标以及前体药物的激活工具。文章对辅酶A的生物合成途径进行了阐述，详细介绍了基于CoA生物合成所开发的CoA-辅因子工程以及药物靶点的应用。     

4-乙基愈创木酚转化菌的筛选、鉴定及转化性能的研究

从酱香型大曲中筛选到1株高效转化阿魏酸(FA)为4-乙基愈创木酚(4-EG)的菌株,藉以菌落和菌体形态,Biolog全自动分析结果确定所筛选菌株的种属关系,并以16S rDNA序列分析结果验证种属分类结果,初步探讨了发酵液不同组分的转化能力及最佳转化温度。结果表明,该菌株鉴定为Bacillus subtilis,编号为D-31。其最适生长温度为37℃,最高生长温度为55℃。发酵过程中可将阿魏酸转化为4-EG,起主要作用的是胞外组分。该菌株的选育,为食品行业中常用的香味组分4-EG的生物合成奠定了基础。     

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...     

L-缬氨酸的应用和育种研究进展

L-缬氨酸在医药、食品及饲料领域中有着广泛的用途.国内大多数菌株的产酸水平不高,选育新的高产菌种显得尤为必要.本文综述了L-缬氨酸的应用方向以及根据L-缬氨酸的生物合成途径及其代谢调节机制,利用代谢调控理论,重点阐述了L-缬氨酸生产菌的育种思路及目前国内外L-缬氨酸育种的最新进展,为缬氨酸发酵生产提供理论指导.     

产贝毒裸甲藻共生海洋细菌ECSYW-28 的分离鉴定及产类胡萝卜素生物活性研究

从产贝毒裸甲藻中分离到一株新的产类胡萝卜素共生细菌,对该菌株进行细菌多相分类学鉴定分析。16S rRNA序列(GenBank登录号GU385809)同源性分析表明：该菌株与其进化关系最近的模式菌株Kocuria rosea DSM20447T 的同源性为95.1%(小于确定新种的阈值97%),通过Sherlock MIDI 脂肪酸鉴定系统确定其细胞壁主要脂肪酸为anteiso C15:0 及iso C15:0。综合生理生化、 BIOLOG 细菌鉴定及分子生物学等特性,将该菌株确定为Kocuria 属的一个新种,命名为Kocuria sp. ECSYW-28。γ射线辐照及H2O2 处理实验结果表明,该菌株具有较强抗辐射性及抗H2O2 能力。液相色谱- 质谱联用分析结果表明,其类胡萝卜素组分主要为β- 胡萝卜素及未知结构物质Ｂ。类胡萝卜素抗氧化能力的ESR 波谱分析表明,物质B 对超氧阴离子自由基(O2 － ·)具有显著清除效果。对该菌株中参与类胡萝卜素生物合成的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,crtB)及八氢番茄红素脱氢酶(phytoenedehydrogenase,crtI)基因进行了PCR 特异性扩增及生物信息学比对,证实该菌株中存在类胡萝卜素生物合成的分子遗传基础。