生物法合成5-氨基乙酰丙酸的研究进展

5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)是血红素、叶绿素等吡咯化合物生物合成的重要前体,在农业和医药上得到广泛应用.5-氨基乙酰丙酸的生物合成途径主要包括C4和C5途径.对5-氨基乙酰丙酸的合成途径和调控机制以及利用大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌通过C4途径和C5途径合成5-氨基乙酰丙酸的代谢工程研究进展进行了综述.     

基于模块化优化策略强化大肠杆菌合成血红素

血红素是一种参与生物体内的氧分子传递的含铁辅基,也是一种良好的补血剂。目前有关血红素合成途径的研究较少,其调控机理尚不清楚。采用模块化组装策略,将ALA合成关键基因hemA、hemL分为第一模块,用高拷贝质粒pUC19过量表达;将血红素合成途径的7个基因分成第二、第三模块,其中,基因hemB、hemC、hemD和hemE为第二模块;基因hemF、hemG和hemH为第三模块,利用拷贝数不同的质粒pRSFDuet-2、pCDFDuet-2和pACYCDuet-2调控第二、第三模块中各基因的表达水平,对这2个模块进行组合表达。其中重组菌株Escherichia coli-D6在摇瓶发酵48 h时血红素产量最高,达到0.56μmol/(L·OD);在3 L发酵罐中进行分批培养,发酵48 h时血红素产量达到0.954μmol/(L·OD)。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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。     

Saccharomy cescerevisiae氨基转移酶基因ARO8克隆及对3甲硫基丙醇合成的影响

酿酒酵母可通过艾希利(Ehrlich)途径将L-蛋氨酸转化为3-甲硫基丙醇等食品风味成分,本文研究了氨基转移酶及其基因在Ehrlich途径及3-甲硫基丙醇合成代谢的调控作用。从Saccharomyces cerevisiae S288C克隆氨基转移酶ARO8基因,并基于酿酒酵母-大肠杆菌穿梭型表达载体pYES-pgk,构建重组质粒表达载体pYES-pgk-ARO8,PEG/LiAc转化法将其导入S.cerevisiae S288C。结果表明,克隆的ARO8基因全长1503bp,与NCBI GenBank中酿酒酵母芳香族氨基转移酶Ⅰ编码基因ARO8的序列相似度为100%;构建的ARO8基因过表达工程菌S.cerevisiae AR8,其氨基转移酶活力为187U/mL,较野生型S288C菌株的酶活性提高1.63倍;工程菌AR8的摇瓶发酵3-甲硫基丙醇产量为0.76g/L,较野生型S288C提高28.8%。表明氨基转移酶Aro8p及其ARO8基因在S.cerevisiae 3-甲硫基丙醇合成代谢中发挥重要作用,增强其ARO8基因表达,有助于提高3-甲硫基丙醇的产量。     

ALA和GNT对苹果果皮中多酚、酶活及相关基因的影响

目的:探究5-氨基乙酰丙酸(5-Aminolevulinic acid,ALA)和金雀异黄素(Genistein,GNT)对苹果果皮总酚含量、花青苷、相关酶活性以及基因表达量的影响。方法:在"秦阳"苹果摘袋时,分别用质量浓度为300mg·L-1的ALA、21.62μg·L-1的GNT、ALA+GNT(300mg·L-1的ALA和21.62μg·L-1的GNT 1∶1混合溶液)进行田间实验;并用全波长酶标仪测定处理后苹果皮总多酚、花青苷含量和相关酶活性,用荧光定量法测定各基因表达量。结果:苹果果皮颜色越红,花青苷含量越高,花青苷合成相关基因表达量越高;使用ALA处理过的苹果,果皮中总多酚含量最高,同时其多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)酶活性最低;对于苯丙氨酸解氨酶(phenylalanin ammonia-lyase,PAL)酶活性,用GNT和ALA处理过的苹果差异不显著且均高于其它处理。结论:ALA和GNT有利于花青苷的积累,可用于人工控制早、中熟苹果着色,以提高其市场竞争力。     

干旱胁迫下外源ALA对烤烟幼苗光合特性和抗氧化能力的影响

为进一步探究外源5-氨基乙酰丙酸（ALA）对干旱胁迫下烟草幼苗抗旱能力的作用机理,以烤烟品种豫烟10号幼苗为试验材料,采用营养液培养的方法,研究叶面喷施不同浓度的（0~80 mg/L）外源ALA对干旱胁迫下烤烟幼苗烤烟光合特性和抗氧化能力的影响。结果表明干旱胁迫下烤烟叶片细胞活性氧和硫代巴比妥酸（TBARS）含量增加,叶绿体遭到破坏,光合速率降低,植物生长受到抑制。干旱胁迫下外源ALA能够显著降低烤烟叶片活性氧水平,提高抗氧化酶活性,以喷施20 mg/L ALA效果最为显著。其中与PEG处理相比,净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）分别提高96.19%、96.79%和132.43%,抗氧化物酶（SOD、POD、CAT、APX）活性分别提高49.05%,61.97%,64.17%和70.08%。喷施适宜浓度的外源ALA可有效提高烤烟叶片光合特性和抗氧化能力,缓解活性氧伤害,从而增强烤烟幼苗对干旱胁迫的适应能力。     

曲虫治理效果分析

通过对曲虫治理应用研究效果的分析 ,结果表明 :质量效果提高 7% ,糖化力效果提高 80 % ,综合效果提高 92 7%。     

分离高温盐的工艺条件研究

文章利用不同温度下Na ,K ∥Cl-,SO2 -4 —H2 O四元体系相图 ,对通过物理方法分离高温盐中一水硫酸镁和氯化钠的工艺条件进行了分析。得出当循环母液和高温盐配成的浆料温度超过 5 5℃ ,浆料液体中氯化镁达到一定浓度时 ,才能分离出纯净的一水硫酸镁和氯化钠。     

制革清洁化技术的进展

就皮化材料与清洁化制革的关系、目前传统制革工艺中存在的严重污染问题及针对这些问题近年来采取的新的方法进行了探讨,指出清洁化是我国制革行业的必由之路,清洁化制革工艺与皮化材料的关系非常密切,只有研发出相应新型的、高吸收的、功能型的、易降解型的各类化工材料,才合乎清洁化生产的要求。在制革工艺中采用生物酶制剂辅助浸水脱脂、无硫脱毛与无灰浸碱工艺、无铵脱灰/碱等改造传统工艺,减少污染;采取高吸收铬鞣、无铬或少铬鞣制,提高铬的吸收率或克服铬鞣的弊端;在染整中,合成并采用助剂辅助染料、复鞣剂和加脂剂等的吸收与结合。这几方面通过集成应用,方可减轻制革的污染,实现清洁化生产。同时,就皮革固废物的利用及水的循环使用问题提出些看法。     

核苷酸磷酸基团保护的研究

将谷氨酸钠、5′－磷酸鸟苷按1：1混合后，添加柠檬酸，然后用硬脂酸包覆，能够有效地保护核苷酸5′－位上的磷酸基团。其中，（5′－磷酸鸟苷＋谷氨酸钠）：柠檬酸：硬脂酸＝30.3:9.1:60.6时，5′－磷酸鸟苷的残存率可达93％。     

葵花籽油中酸价测量结果的不确定度评价

目的 分析食用油中酸价测定的不确定度来源并建立不确定度评定方法, 为检验数据的可靠性和准确性提供参考。方法 依据GB 5009.229-2016《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》建立数学模型, 计算各变量的不确定度, 最终计算扩展不确定度。结果 结果显示, 样品中酸价的扩展不确定度为U=1.764×10?3 mg/g, 样品中酸价含量为(0.16±0.002) mg/g(置信水平95%, 包含因子k=2)。结论 在测定过程中, 测量重复性对总的不确定度影响最大, 其次是滴定管的体积。     

有梭织机稀密路织疵成因分析

从有梭织机打纬过程中织机构件的位置和状况对纬纱之间距离的影响出发,推导出纬向密度计算公式,直观分析了影响纬向密度的各种因素,提出了为减少稀密路织疵在国产老织机上采取的几项改进措施：采用弹簧回综、机外送经、电子驱动、导布辊加压等装置。     

The basis streamlines of activities of Department of Preventive Medicine of RAMS

The article gives a brief account of the main streamlines and scope of scientific activities of Department of Preventive Medicine of RAMS for the recent 10 years.     

两种脂肪酸聚甘油酯(PGE)的性质比较

脂肪酸聚甘油酯(Polyglycerol esters of fatty acids,简写为PGE)在常温下有半固态和固态两种存在状态,本文通过对分别添加这两种PGE的软冰淇淋基料进行粘度、pH、粒径分析和垂直扫描分散稳定性分析(Turbiscan),发现半固态PGE的添加量为0.2%时,乳状液的粘度最低,粒径最小,稳定性最好;固态PGE的添加量为0.4%时.乳状液的粘度最低,粒径最小.通过比较发现,两种PGE对基料的影响有很大差别:半固态PGE能使乳状液的粒子更小,并能有效延长乳状液的稳定性;而固态PGE由于其熔点较高,可以促进脂肪结晶.     

酶水解猪皮胶原的色谱分离研究

比较详细地描述了用现代色谱分离的试验方法.用本实验室自制的弱阳离子交换树脂将猪皮胶原的酶水解产物成功地分离为5个组分,并详细讨论了影响分离效果的各种因素,确定了最佳分离条件.