代谢工程改造大肠杆菌发酵生产β-烟酰胺单核苷酸

为实现大肠杆菌高效生产β-烟酰胺单核苷酸（β-nicotinamide mononucleotide,β-NMN）,设计模块化代谢改造策略。首先,对烟酰胺（nicotinamide,NAM）和β-NMN支路代谢涉及的8个酶进行失活,减少底盘细胞对前体和产物的额外消耗。其次,通过引入NAM输入蛋白（Bc NiaP）、β-NMN输出蛋白（Bm PnuC）、5-磷酸核糖-1-焦磷酸合成酶（5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate?synthetase,Prs）和烟酰胺磷酸核糖转移酶（nicotinamide?phosphoribosyl?transferase,Nampt）,敲除调节蛋白PurR,工程菌N12’摇瓶发酵可积累0.34 g/L的β-NMN;此后,比对筛选发现Comamonadaceae?bacterium来源的Nampt活性较高且对底盘细胞负担较小;通过进一步强化Bm PnuC和Prs的表达水平,工程菌N18摇瓶发酵β-NMN产量提高至1.36 g/L。最后,利用发酵罐分批补料发酵38 h,β-NMN产量达到10.2 g/L,NAM到β-NMN的摩尔转化...     

大肠杆菌分泌表达烟酰胺单核苷酸合成途径酶及催化体系优化

烟酰胺单核苷酸（NMN）是具有重要医用价值的NAD+前体,通过信号肽PelB实现大肠杆菌BL21(DE3)分泌表达催化NMN合成的烟酰胺磷酸核糖转移酶（Sfnampt）、磷酸核糖焦磷酸激酶（Tkprs）和核糖激酶（Erbks）。对三酶的酶学特性分析显示,Sfnampt、Tkprs和Erbks的最适反应温度分别为45、50和37 ℃,最适pH值分别为7.5、8.5和5.5。热稳定性分析发现,Sfnampt在35 ℃热稳定性良好而在40~55 ℃较差;Tkprs在40~60 ℃热稳定性良好;Erbks在25~40 ℃热稳定性良好而在45 ℃较差。酶动力学分析可知,Sfnampt、Tkprs和Erbks的Vmax分别为0.65 μmol/(L•min)、2.37 μmol/(L•min)、12.58 μmol/(L•min),Km分别为2.87 μmol/L、25.48 μmol/L和74.13 μmol/L,Tkprs、Erbks与已表征的Prs、Rbks相比底物亲和力好。将分泌表达的三酶用于催化合成NMN,温度37 ℃、pH值8.0为较优催化条件。底物ATP以及酶Sfnampt在反应体系中为关键因素,经底物和酶配比优化后,使用三酶经过7 h催化可获得5.50 μmol/L的NMN。该研究在大肠杆菌系统成功实现了NMN合成途径酶的分泌表达,为NMN合成提供了新思路。     

重组大肠杆菌全细胞催化合成NMN

基于前期研究构建的一株能以烟酰胺(nicotinamide,NAM)和葡萄糖为底物高产β-烟酰胺单核苷酸(β-nicotinamide mononucleotide,NMN)的大肠杆菌工程菌株Escherichia coli BL21(DE3)-NF017,采用全细胞催化方式进行NMN合成。首先,在摇瓶水平上对菌株培养过程的发酵培养基类型、诱导温度和诱导剂异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)浓度,以及全细胞催化过程的反应体系初始pH、反应温度和底物NAM与葡萄糖的添加比例（质量浓度比）进行了优化,在最优条件下,NMN的生成量（质量浓度）达1.84 g/L。为了进一步提高NMN的生成量,在5 L发酵罐上对全细胞催化过程中溶氧水平和底物NAM的流加方式进行控制和优化。最终,应用恒定速度流加NAM的补料模式,NMN的生成量提高至12.24 g/L,底物NAM的摩尔转化率达85.65%。该研究结果为应用全细胞催化法生产NMN提供了一定参考。     

重组大肠杆菌生产核苷磷酸转移酶的发酵条件优化

核苷磷酸转移酶能够特异地将无机焦磷酸(PPi)的磷酸根转移到核苷5'-位的羟基上,该过程并不需要ATP的参与,且具有选择性高和反应条件温和等特点.以实验室前期构建的重组大肠杆菌E.coli BL21 (DE3)/pET28b-AP/PT为菌株,进行了5L发酵罐中的培养条件优化,确定了以乳糖作为诱导剂时,最佳诱导时机OD600为7左右,诱导剂乳糖的浓度为10 g/L;确定了最适通气量为1.5 L/min.在该条件下,核苷磷酸转移酶酶活达221.4 U/L,OD600为20.4.     

烟酰胺单核苷酸功能研究进展

近年来,烟酰胺单核苷酸(Nicotinamide mononucleotide,NMN)已经成为热门的保健品原材料,其延缓衰老、治疗糖尿病、治疗神经性疾病等有益生理功能引起了人们的广泛关注。NMN在人体内通过合成辅酶I(Nicotinamide adenine dinucleotide,NAD⁺)来发挥相应的生理功能。NMN可以有效提高人体内NAD+的含量,目前的研究尚未发现NMN有较强的毒理性质。文章较为系统地总结了NMN的作用机制、功能研究进展、食用安全性和生物利用度,旨在为进一步研究NMN的生理功能提供参考。     

高效液相色谱法同时测定烟酰胺单核苷酸中5种有关物质

目的 构建同时检测烟酰胺单核苷酸(nicotinamide mononucleotide,NMN)中5种有关物质[烟酰胺氧化物、三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)、二磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP)、一磷酸腺苷(adenosine monophosphate, AMP)及烟酰胺]含量的高效液相色谱法。方法 采用C₁₈色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),以50 mmol/L磷酸二氢钾缓冲盐溶液(用磷酸调节pH为4.5)-甲醇为流动相进行梯度洗脱,流速为1 mL/min,进样量为20μL,检测波长210 nm,柱温20℃,试样盘控温:5℃,并对方法的专属性、灵敏性、准确性、重复性、耐用性及适用性进行验证。结果 烟酰胺氧化物、ATP、ADP、AMP及烟酰胺分别在质量浓度0.4060～16.2402、0.4110～16.4403、0.4150～16.6010、0.4163～16.6507、0.4028～16.1206μg/mL范围内,质量浓度与峰面积呈现良好的线性关系,线性系数r²     

基于双菌耦合发酵策略的烟酰胺单核苷酸合成

本研究构建了分别含有烟酰胺核苷激酶（nicotinamideribosidekinase,NRK）和多聚磷酸酶（polyphosphatekinase,PPK）的双菌耦合发酵体系,实现了基于PPK的ATP再生系统在烟酰胺单核苷酸（nicotinamide mononucleotide,NMN）生产中的应用。首先分别构建表达NRK1和NRK2的工程菌株,筛选得到高活性的大肠杆菌（Escherichia coli）BL21(DE3)-pET28a-NRK1,NMN产量5.17 g/L,产率77.4%;然后对NRK1的诱导表达条件进行优化,发现低温16℃、异丙基-β-D-硫代半乳糖吡喃糖苷0.7 mmol/L、接种量3%、诱导时长22 h更利于蛋白的可溶性表达;进一步对E. coli BL21(DE3)-pET28a-NRK1合成NMN的最优体系进行探索,发现在菌体质量浓度100 g/L、温度18℃、时间12 h、ATP与烟酰胺核糖（nicotinamide riboside,NR）浓度比1∶1.5时,NMN产量最高为5.73 g/L,产率85.78%;最后,通过对E. coli BL21(...     

烟酰胺单核苷酸的生理功能及其在药品和食品中的应用

烟酰胺单核苷酸（nicotinamide mononucleotide,NMN）是辅酶I-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+）合成的关键中间体,有α和β两种异构体存在形式,其中β异构体是NMN的活性形式,存在于多种生物内。研究发现,NMN对肠道健康、心脑血管疾病、神经退行性疾病、延缓衰老等有较好的作用,此外,NMN还可以通过参与调节机体的内分泌,增加胰岛素的分泌,进而防治肥胖和糖尿病的发生。目前,在美国和日本均已允许NMN作为食品原料进行食品生产。人们对含有NMN成分的保健产品需求也日益增加,因此,NMN已经成为保健品、食品原料等领域研究的热点,其市场份额也在迅速增加。文章系统地综述了NMN的基本性质、生理作用、保健功能及其在药品、食品上的应用,旨在为NMN的开发和应用研究提供理论参考。     

重组核苷磷酸转移酶产生菌培养条件优化

5’-肌苷酸是一种重要的食品增鲜剂。核苷磷酸转移酶能够高选择性地使肌苷5’-位羟基磷酸酯化生成5’-肌苷酸,该反应不需要ATP,具有反应条件温和、反应速度快、位置特异性强、转化率高、环境友好等特点。以实验室前期构建的携带有来自Escherichia blattae磷酸转移酶(AP/PTase)编码基因的重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/pET28b-AP/PT为菌株,研究了培养基成分对细胞生长和产酶的影响,确定了最优培养基为:甘油7.5 g/L,蛋白胨12.5 g/L,酵母粉10g/L,NaCl 10 g/L,ZnCl2 0.1 g/L,初始pH值7.0。在该条件下,核苷磷酸转移酶酶活达到143.8U/L,比优化前提高了1.0倍。利用该条件下培养获得的菌体为生物催化剂,反应1 h,5′-肌苷酸的摩尔收率达到83.3%,表明该核苷磷酸转移酶对肌苷具有良好的活性。     

一种新型糖磷酸异构酶在大肠杆菌中的重组表达

核糖-5-磷酸异构酶(RpiB)是新型功能性稀有糖D-阿洛糖生物合成过程中的重要酶。克隆Thermotoga lettingae TMO来源的RpiB基因,以pET-22b(+)为载体,E.coli BL21(DE3)为宿主细胞,构建了基因重组菌。诱导剂IPTG可诱导目的蛋白表达;经金属亲和层析纯化得到电泳纯的重组蛋白,SDS-PAGE显示17ku处出现显著的特征蛋白质条带。活性检测结果表明,该重组RpiB具有较高的产D-阿洛糖生物活性,静息细胞和纯酶反应3h后转化率分别为19%和23%。     

核磁共振波谱法同时定量测定保健品中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸及其前体化合物

目的 建立可同时测定保健品中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)及其前体化合物含量的核磁共振波谱法。方法 采用核磁共振波谱技术,优化检测条件后,开发了标准曲线法和定量核磁共振(quantitative nuclear magnetic resonance,qNMR)法两种定量检测方法,用于测定保健品中2种形式的NAD及其4种前体化合物。结果 确定了各目标化合物的特征峰。对于标准曲线法,6种目标化合物的线性关系良好(≥0.9999),除烟酰胺(nicotinamide,NAM)的定量限为0.5 mmol/L外,其他5种目标化合物的定量限均为0.2 mmol/L。考察了两种具有代表性的NAD+前体化合物的日间和日内重现性,烟酰胺单核苷酸(nicotinamide mononucleotide,NMN)和NAM的日间重现性分别为0.21%和0.37%,日内重现性分别为1.03%和1.44%。用标准曲线法和qNMR两种方法分别对收集的10个NAD+补充剂保健品进行检测,误差合理(<5%)。结论 建立的核磁共振方法具有良好的可靠性和灵敏度,可用于保健品中NAD+及其前体化合物的生产控制和市场监管。     

Detection of Escherichia coli O157 in bovine meat products in northern Italy

Tests for Escherichia coli and E. coli O157 were carried out on meat samples collected from randomly chosen stores throughout the city of Bologna and suburban areas. The samples consisted of 25 g of loose minced beef, sometimes already shaped into meatballs or hamburgers, some of which were mixed with vegetables. The meat was purchased from retail outlets, open market stalls, and supermarket chains during 25 sampling visits from October 2000 to December 2001. For E. coli detection, Tryptone soya broth (TSB) supplemented with novobiocin and C-EC agar were used. Immunomagnetic separation with SMAC-BCIG-CT agar and chromogenic E. coli O 157 agar, API 20E system and agglutination latex test were used to detect E. coli O157; Vero cell assay and polymerase chain reaction (PCR) were used to assess toxin production and the presence of virulence genes.

E. coli were detected in 45 (30.2%) of the 149 samples examined, mainly in the hamburger samples mixed with vegetables and in the loose minced beef. E. coli O157 was found in one sample of hamburger and two samples of hamburger mixed with vegetables (2%) collected from three different butcher's stores between July and October. All the strains of E. coli O157 and most cases of E. coli were found in meat from small retailers.

The three strains of E. coli O157 were positive for verocytotoxin production. PCR analysis revealed genes coding for vt2 and one strain possessed the gene for eae A. Chromogenic E. coli O157 agar was found to be more selective and differential, allowing easier identification of suspected colonies with mixed flora and producing less false-positive colonies.     

利用EHEC琼脂平板从食物中分离检测产志贺毒素大肠杆菌

为利用肠出血性大肠杆菌(EnterohaemorrhagicEscherichiacoli,EHEC)琼脂平板,从食物中分离、检测产志贺毒素大肠杆菌(shigatoxin-producingEscherichiacoli,STEC),采用STEC毒力基因(hlyA基因)检测溶血素的产生,建立了一种利用EHEC琼脂平板快速、准确地从食物中分离、检测STEC的方法。该方法可检测STEC不同血清O157∶H7、O26、O111。     

固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法同时检测食品中的烟酰胺单核苷酸α、β异构体和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸

目的 建立固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法同时测定食品中烟酰胺单核苷酸(nicotinamide mononucleotide, NMN) α、β异构体和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide, NAD⁺)含量的方法。方法 样品经5%甲醇水溶液超声提取, HLB固相萃取柱和混合型阴离子交换固相萃取柱分别净化,采用Waters ACQUITY UPLC?HSS T色谱柱进行分离,流动相为5 mmol/L乙酸铵含0.1%(V/V)甲酸水-甲醇,梯度洗脱;流速0.2 mL/min;柱温30℃;多反应监测(multiple reaction monitoring, MRM)模式定量分析,定量离子对NMN为m/z 335.0/123.0、NAD⁺为m/z 662.0/540.0。结果 在最优条件下, α-NMN和β-NMN两种异构体的分离度为5.56。该方法中α-NMN、β-NMN和NAD⁺均在10～1000 ng/mL范围内线性良好,相关系数分别为0.9999, 0.9998...     

基于特征基因的不同类型致泻大肠埃希氏菌的分子鉴定

致泻大肠埃希氏菌是引起人体以腹泻症状为主的常见病原菌。将传统微生物学方法和分子鉴定方法相结合鉴定致泻大肠埃希氏菌。根据聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增和测序建立5种不同类型致泻大肠埃希氏菌的分子鉴定标准,并对试验过程进行安全性评价,最后通过检测鲜肉中肠道集聚性大肠埃希氏菌验证此方法的适用性。结果显示5种致泻大肠埃希氏菌标准菌株的特征基因都有明显的条带,且与该特征基因的产物条带大小一致。同时,胶回收测序的结果与特征基因的序列一致性为100%,可利用PCR和测序鉴定5种致泻大肠埃希氏菌;在安全性评价试验中,利用细菌裂解液进行涂板,培养后均未发现菌落生成,因此没有生物安全隐患;肉样中的检测结果显示,有astA基因的目的条带,且测序结果与此基因序列一致,说明此方法能够准确鉴定出鲜肉中肠道集聚性大肠埃希氏菌。成功建立5种不同类型大肠埃希氏菌的分子鉴定方法,评价试验过程的安全性,并准确鉴定出肉样中的肠道集聚性大肠埃希氏菌,为实验室相关标准的制定和修订提供理论依据和有益借鉴。     

新科斯糖对肠道菌体外生长影响的研究

研究新科斯糖对大肠杆菌和双歧杆菌体外生长的影响。结果表明,以葡萄糖和普通低聚果糖为对照,大肠杆菌在新科斯糖上的生长相对弱一些,但差异不显著(p>0.05);双歧杆菌能很好的利用新科斯糖在体外生长,是利用普通低聚果糖增殖效果的1.4倍,葡萄糖的2倍。