毕赤酵母重组菌高密度发酵产疏绵状嗜热丝孢菌脂肪酶

疏绵状嗜热丝孢菌脂肪酶TLL是一种热稳定、具有位置专一性等良好属性和应用前景的脂肪酶,已成功在多种宿主中实现重组表达。本研究构建含前导肽的TLL脂肪酶毕赤酵母重组工程菌,在摇瓶水平对该重组工程菌的培养和诱导条件进行优化,通过单因素试验,得到的最佳发酵条件:1.5%(体积分数)甲醇,pH 7.0,质量分数0.5%玉米油和0.1%阿拉伯胶,该条件下摇瓶发酵最高酶活为2 265.3 U/mL。以甲醇为唯一碳源进行高密度发酵,202 h后菌体OD600值达到最高282,对应发酵上清液的最高酶活为22 561.4 U/mL。参考摇瓶优化结果,采用辅助碳源与甲醇共诱导高密度发酵,培养和诱导208 h后,最终菌体OD600值达到362,对应发酵上清液的最高酶活为24 522.6 U/mL,较以甲醇为唯一碳源的对应值分别提高了28.37%和10.87%。另外,最高酶活较摇瓶水平发酵的最高酶活2 265.3 U/mL提高10.83倍,表明高密度发酵和共诱导是大幅提高酵母表达重组TLL蛋白的重要手段。     

重组蔗糖异构酶在短短芽孢杆菌中的表达及发酵优化

对重组菌株Brevibacillus choshinensis/pNCMO2-SI摇瓶发酵产蔗糖异构酶进行研究,进一步探讨了3 L发酵罐不同发酵条件对菌体生长及产酶的影响。结果表明,摇瓶发酵后胞外酶活为50 U/mL,最优3 L发酵罐培养条件为:初始碳源为葡萄糖质量浓度10 g/L,初始氮源为多聚蛋白胨、牛肉浸膏质量浓度各15 g/L,发酵温度30℃,溶氧30%,在此条件下得到的最高酶活为275 U/mL。为了探索启动子对蔗糖异构酶表达的影响,分别选取来源于枯草芽孢杆菌的启动子Papr-E,Pnpr-E,Pamy以及来源于巨大芽孢杆菌的启动子Pxyl进行研究。结果表明,使用启动子Papr-E的表达量最高。进一步优化摇瓶发酵条件,重组菌株BCpNapr-SI摇瓶发酵的胞外上清酶活为137 U/mL,在此条件下进行3 L发酵罐发酵,最终发酵上清胞外酶活为485.5 U/mL,是未优化启动子的1.76倍。     

重组大肠杆菌BL21（DE3）-pET28a（＋）-bgl诱导表达β-葡聚糖酶的条件优化

研究自行构建的产β-葡聚糖酶的工程菌E.coli BL21(DE3)-pET28a(+)-bgl在LB培养基中的生长特性,考察种子液的菌龄、培养基起始pH、接种量及诱导起始时发酵液菌浓度等对β-葡聚糖酶产生水平的影响;通过正交试验确定诱导剂IPTG及乳糖添加量、诱导温度及诱导剂作用时间.结果表明:培养基起始pH 7.0,对数生长中期的种子液(OD600为0.35)以接种量(体积分数)10%接入摇瓶发酵培养,37 ℃,200 r/min培养约3 h,菌液OD值达到1.0左右,添加终浓度分别为0.033 6 mmol/L的IPTG及10 mmol/L乳糖,24℃诱导6 h,发酵液清液中酶活达到最高(336.33 U/mL),菌体生长量为1.12 g/L,发酵液中总酶活达到459.32 U/mL,是原始菌株在相同条件下所产酶活的6.62倍.采用优化培养条件及诱导剂作用条件,重组菌在TB培养基中酶活水平进一步提高,诱导剂作用10 h,发酵清液中酶活为1 090.31 U/mL,总酶活1 570.83 U/mL,是原始菌在该条件下酶活的19.73倍,显示出重组菌具有广阔的工业化应用前景.     

嗜酸芽孢杆菌普鲁兰酶在大肠杆菌中的表达及发酵优化

为了在3L发酵罐水平上提高重组菌E.coli BL 21(DE3)/pET20b(+)-BapulA的普鲁兰酶的表达量和胞外分泌,将嗜酸芽孢杆菌普鲁兰酶(Bacillus acidopullulyticus)在大肠杆菌中进行重组表达,并在3L发酵罐水平上对重组菌进行发酵优化,考察了发酵条件对重组酶表达的影响。重组菌发酵的最佳条件为:发酵前期菌体生长温度和pH分别为30℃和7.0,当菌体浓度OD_(600)达到50时,发酵温度降低至25℃,此时调节pH为6.2,同时开始流加乳糖[0.4g/(L·h)]进行诱导;在发酵过程中,当菌体浓度OD_(600)依次达到15,45,75时,分别加入浓度为1.5g/L的甘氨酸,当菌体OD600为105时,再加入浓度为3g/L的甘氨酸。发酵结束后普鲁兰酶的胞外酶活达659.0U/mL,最高总酶活达1 910.1U/mL,与摇瓶的初始总酶活(41.1U/mL)和胞外酶活(6.5U/mL)相比,分别提高了45.4倍和100倍。     

洋葱伯克霍尔德氏菌Lu10-1脂肪酶的异源表达

通过PCR扩增出洋葱伯克霍尔德氏菌Lu10-1脂肪酶基因,将基因片段分别克隆到大肠杆菌、毕赤酵母和枯草杆菌的表达载体,转入表达菌株中。结果表明,重组脂肪酶在大肠杆菌中主要以包涵体形式表达,在毕赤酵母中未有表达,而在枯草杆菌中实现了胞外分泌表达,测得发酵上清液酶活为13.8 U/m L。对重组枯草杆菌发酵条件进行了摇瓶初步优化和3 L的反应器分批培养。当以TB为出发培养基,初始p H 6.5,温度为37℃时,在3 L的发酵罐上最终酶活达到34.5 U/m L,是野生菌表达量的4.2倍。     

非特异性过氧合酶发酵优化及在H2O2检测中的应用

非特异性过氧合酶（unspecific peroxygenase,UPO）能够利用过氧化氢（H2O2）催化多种氧化反应,在工业中具有很大的应用潜力。针对AaeUPO 在毕赤酵母中表达量低以及发酵工艺不清的问题,通过摇瓶发酵优化以及正交试验确定发酵培养基条件,并进一步通过5 L 发酵罐进行放大。结果表明,毕赤酵母摇瓶水平高效表达AaeUPO 的基本发酵条件：甲醇浓度1.00%、培养基初始pH5.5、蛋白胨浓度1.5%、酵母粉浓度1.5%,最优发酵条件下粗酶液酶活达到18.2 U/mL。在摇瓶水平发酵试验的基础上进行5 L 发酵罐放大试验,优化后以接种量10%、诱导温度30 ℃、流加甲醇作为最终工艺条件。最终得到的细胞湿重244 g/L,最高酶活为25.1 U/mL,相较于初期未优化酶活提升了91.6%。将AaeUPO 用于H2O2 检测,AaeUPO 对于H2O2 具有较好的检测性能,检测限达到5 μmol/L,抗干扰性能强。     

棘孢青霉右旋糖酐酶基因克隆及其在毕赤酵母中的表达

以右旋糖酐酶产生菌棘孢青霉F1001基因组为模板反转录合成右旋糖酐酶的cDNA（dex）,基因全长1 866 bp,根据毕赤酵母密码子偏好性优化dex序列获得优化右旋糖酐酶基因（opt-dex）,分别构建dex-pPICZαA和opt-dex-pPICZαA重组质粒,电击转入毕赤酵母X33中构建重组子。通过蓝色右旋糖酐T-2000平板以及摇瓶发酵筛选获得产右旋糖酐酶的重组酵母菌株。重组酶的酶学性质分析显示,重组酶分子质量65?kDa、最适pH?5.0、最适温度35?℃,专一作用于α-1,6糖苷键。在摇瓶水平上对重组毕赤酵母表达条件进行优化,优化培养条件为培养温度25?℃、初始pH?5.0、每24?h甲醇添加量1%（体积分数）、每24?h山梨醇添加量5?g/L、吐温-80添加量4?g/L、摇瓶装液量50?mL/500?mL锥形瓶,优化后的重组右旋糖酐酶分泌表达酶活力提高到240.74?U/mL。重组酵母X33是一株适合外源表达棘孢青霉右旋糖酐酶基因的工程菌,该重组酶可替代棘孢青霉右旋糖酐酶直接应用于工业生产催化制备右旋糖酐。     

特异腐质霉角质酶在大肠杆菌中的表达和发酵优化

应用大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)BL21(DE3)表达系统实现特异腐质霉(Humicola insolens,H.insolens)来源角质酶的重组表达。对重组角质酶进行酶学性质研究,发现其最适pH为8.5、最适温度为80℃,并有良好的pH稳定性和温度稳定性。经3L发酵罐中扩大培养并进行发酵条件优化,其最佳发酵条件:发酵前期控制菌体生长pH 7.0、温度37℃,培养时间12~14h;菌体浓度OD600达到50时进入诱导期,调节温度降至30℃,恒速流加0.2g/(L·h)的乳糖溶液进行诱导,总发酵周期为36h,最高酶活2 233U/mL,是摇瓶水平酶活的13倍。     

重组毕赤酵母表达蛋清溶菌酶发酵条件的优化

该研究以甲醇诱导型重组毕赤酵母（Pichia pastoris） NCY-2为研究菌株,在摇瓶水平上首先考察了诱导时间、甲醇含量、诱导pH及诱导温度对蛋清溶菌酶表达的影响,然后通过正交试验设计优化出了该菌株的最佳发酵条件,并进一步研究了摇瓶发酵过程中的菌体生长和酶活力随时间的变化规律。研究结果表明,蛋清溶菌酶的最适诱导时间为96 h,甲醇含量为2%,诱导pH值为3.5,诱导温度为20 ℃;在此条件下发酵液的蛋清溶菌酶酶活力达到775 U/mL,是优化前的2.2倍。 关键词：中图分类号：Q815 文章编号：0254-5071（20１7）02-0054-04 doi：     

共表达HAC1基因对重组毕赤酵母分泌表达葡萄糖氧化酶的影响

通过增强不可折叠蛋白质响应(UPR)信号途径以及研究不同培养温度下的影响,来提高重组葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中的分泌表达。影响毕赤酵母外源蛋白表达的因素,主要为内质网中的折叠速率以及不可折叠蛋白积累造成的胞内胁迫压力。通过共表达HAC1基因对不可折叠蛋白信号通路进行调控,摇瓶中改造菌株PP-G-HAC1胞外酶活达到161 U/m L,相比于原始重组葡萄糖氧化酶菌株提高了34%。进一步研究不同温度下过量表达HAC1基因对菌株的生长和分泌外源蛋白的影响,菌株PP-G-HAC1在3 L发酵罐中28℃培养,酶活达到1 008 U/m L,胞外重组蛋白质达到14.43 g/L,相比原始菌株在相同条件下提高了3.12倍。     

农杆菌介导转化黑曲霉条件优化及脂肪酶表达

优化了农杆菌介导转化黑曲霉的方法,优化条件包括共培养材料、农杆菌种类、诱导剂浓度、共培养时间、共培养温度以及共培养时农杆菌的菌体浓度。结果表明,农杆菌介导转化黑曲霉的最适条件为107个/mL不萌发的新鲜孢子与OD_(600)培养至0.9～1.0的农杆菌以1∶1的比例混合后,在乙酰丁香酮浓度为200μmol/L的IM平板上,23℃避光培养48 h后进行转膜,转化子个数可达到(60±5)个转化子/10~6个孢子,且阳性率达到90%以上。并且构建了同源黑曲霉脂肪酶的组成型和诱导型启动子表达载体,通过优化后的农杆菌介导转化方法转化至黑曲霉中,利用罗丹明橄榄油平板对产酶转化子进行筛选鉴定,并获得了阳性克隆。     

鼠李糖乳杆菌利用不同益生元的增殖及耐受性研究

作者旨在通过对比鼠李糖乳杆菌（Lactiplantibacillus rhamnosus）与不同益生元组合后,在生长情况、pH和胆盐耐受性及乳酸产量方面的变化筛选出鼠李糖乳杆菌与益生元的最佳组合。结果表明,鼠李糖乳杆菌GG（L. rhamnosus GG, LGG）、鼠李糖乳杆菌HN001在以低聚半乳糖为唯一碳源生长时,最大生物量分别为1.253、1.552,最大比生长速率分别为0.316、0.290 h^-1,乳酸产量分别为3.654、10.914 g/L,与其他益生元组合相比,表现出显著优势。为验证这两种组合在不同胁迫条件下的生长情况,进一步测定了其在不同pH和胆盐质量浓度下的耐受性。这两种组合在1 g/L胆盐条件下的最大生物量分别为0.712和0.694,在pH 4.0条件下的最大生物量分别为0.639和0.728,与其他组合相比存在极显著差异。该研究结果有助于推动鼠李糖乳杆菌与低聚半乳糖组合在食品、医疗等领域的广泛应用,为后续益生菌-益生元组合产品的开发提供了理论依据。     

红茶菌发酵制备特色酸香型烟草浸膏

为制备一种酸香型烟草浸膏,首先优化了烟草浸提液提取工艺,通过红茶菌发酵浸提液并浓缩获得烟草浸膏,经GC-MS分析了浸膏的香味成分,结合感官评价其在卷烟中应用效果。结果显示：提取工艺经优化后,烟草浸提液提取率和糖质量分数分别达到55.34%、13.14 g/L;与未发酵浸膏相比,发酵烟草浸膏香味成分含量和种类均有所增加,其中苯乙酸、乳酸、3-甲基丁酸等酸性香味成分增加明显,且巨豆三烯酮、β-大马酮、β-紫罗兰酮、麦芽酚等烟草特征香味成分含量均有提高;发酵浸膏在卷烟中应用,可有效提高卷烟的吸食品质,香气质和香气量也明显提高,且效果优于未发酵制备的烟草浸膏。经浸提优化和生物发酵,获得了一种具有酸香特征的烟草浸膏,为制备有特征香味的烟草浸膏提供了借鉴。     

利用CRISPR-Cas9和Cre/loxP系统删除34个非必需基因构建L-苏氨酸生产菌

L-苏氨酸是一种被广泛应用于食品、饲料及医药等领域的必需氨基酸。大肠杆菌以葡萄糖为碳源合成L-苏氨酸的过程中,一些非必需基因的转录和翻译会消耗碳源。利用CRISPR-Cas9和位点特异性重组系统Cre/loxP,敲除了大肠杆菌MG1655基因组中puuE和ynaI区间的34个非必需基因（共30.372 kb）,获得了突变菌MG003,然后通过高表达L-苏氨酸合成途径中关键基因thrA*、thrB和thrC以及L-苏氨酸转运酶编码基因rhtA和rhtC提高L-苏氨酸产量。与对照菌MG1655/pFW01-thrA*BC相比,MG003/pFW01-thrA*BC生长加快,L-苏氨酸产量提高25.5%;MG003/pFW01-thrA*BC-rhtA的L-苏氨酸产量提高了43.3%;MG003/pFW01-thrA*BC-rhtC的L-苏氨酸产量提高了74.5%。研究结果表明,大肠杆菌基因组中34个非必需基因的删除有利于其提高L-苏氨酸合成能力。     

基于比较转录组学的多花黄精黄酮类化合物合成基因表达分析

为了解药用植物多花黄精Polygonatum cyrtonema Hua.中黄酮类化合物的生物合成途径,为黄精属植物黄酮类化合物的代谢与调控的分子机制研究提供数据,利用二代高通量测序技术,对分别培养了 3个月和9个月的多花黄精组培苗根茎进行比较转录组学研究.结果显示,经序列组装与功能注释,多花黄精根茎的转录组数据经拼接...     

链霉菌SG17代谢产物对玉米黄曲霉的抑制作用及其稳定性分析

黄曲霉是玉米贮存过程中主要的污染之一,直接影响食品以及饲料的品质和安全.利用微生物及其代谢产物进行生物防治具有广泛的应用价值.作者以前期筛选获得的SG17菌株为材料,通过形态学观察、生理生化检测及16S rRNA序列分析,初步确定为链霉菌;平板对峙实验显示该菌株能够显著抑制黄曲霉等多种病原真菌的生长,具有一定的广谱性;...     

红曲色素高产菌的诱变选育与发酵优化

红曲红是一种由红曲霉生产的具有较高药用及营养价值的天然色素。为提高红曲红液态发酵产量,利用常压室温等离子体诱变技术(ARTP)对紫红曲霉（Monascus purpureus）LBBE进行诱变并优化了发酵条件。确定ARTP诱变条件为：红曲霉孢子浓度107个/mL、通气量10 SLM、功率80 W、诱变时间42 s。上述诱变条件下,经10轮诱变,红曲霉正向突变率从44.6 %降至3.8%,突变株LBBE-15的红曲红色价达到1 244 U/mL,较出发菌株提高1.26倍。红曲霉培养条件优化确定为：接种体积分数7%、硫酸锰1 g/L、初始pH 3.7。优化后的红曲红色价达到1 376 U/mL。50 L罐分批发酵显示,红曲红色价为642 U/mL。该研究结果为实现工业大规模生产提供了数据参考。     

耐盐芽孢杆菌R1高效壳聚糖酶异源表达及特性分析

采用同源克隆获得耐盐芽孢杆菌壳聚糖酶基因,并异源表达制备重组耐盐芽孢杆菌壳聚糖酶（CsnBh46）,通过表征分析获得重组CsnBh46酶学特性。重组CsnBh46全长278个氨基酸,三维结构显示其分为上下两个半球,包含9个α螺旋和2个β折叠。在7 L发酵罐中,重组工程菌bh-5的最高酶活力和总蛋白质质量浓度分别为6 375 U/mL和4.3 g/L。纯化后的重组CsnBh46最适反应pH和温度分别为6.0和60 ℃,金属离子Mn²⁺、Ca²⁺和Mg²⁺对重组CsnBh46具有激活作用。重组CsnBh46最适底物为脱乙酰度95%胶体壳聚糖。重组CsnBh46能够高效水解胶体壳聚糖并且根据反应时间可以定向制备不同聚合度壳寡糖。本研究为CsnBh46产业化应用奠定基础。     

枯草芽孢杆菌产D-阿洛酮糖3-差向异构酶的发酵优化

D--阿洛酮糖是D--果糖在C-3位的差向异构体,由于较低的热量和与蔗糖相似的甜度,D-阿洛酮糖成为一个具有发展前景的功能性甜味剂。D--阿洛酮糖 3-差向异构酶（D--psicose 3-epimerase,EC 5.1.3.30,DPEase）能够催化D--果糖生产D--阿洛酮糖,这种生物酶法制备的功能性甜味剂D--阿洛酮糖由于简单的纯化步骤和高产物浓度等优点受到关注。该研究对1株前期构建的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 1A751/pUB-P43dpe-dal产DPEase进行了3 L发酵罐水平培养,通过优化溶解氧（DO）、pH、温度、初始碳源质量浓度确定最适发酵条件为：DO为30%、pH 6.0、温度37 ℃、初始葡萄糖质量浓度15 g/L,最高发酵酶活达78.3 U/mL。在此基础上进行补料发酵优化,得到最适补料条件为：在发酵5 h进行补料,碳源补料速率8.0 g/（L·h）,在此条件下,发酵9 h全细胞酶活高达123.0 U/mL。此发酵策略为扩大工业化生产提供了参考。     

布氏乳杆菌细菌素BSX01对金黄色葡萄球菌及其生物被膜形成的影响

为评估布氏乳杆菌所产细菌素在食品工业中的应用潜力，通过培养布氏乳杆菌获得具有抑制金黄色葡萄球菌的抑菌活性物质，经纯化后鉴定其相对分子质量大小与抑菌特性，并对抑制金黄色葡萄球菌生物被膜的形成进行探讨。结果发现，布氏乳杆菌在37 ℃ MRS培养基中培养至20 h后进入稳定期，在26 h时对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径达峰值，为（26.36±0.86） mm。 通过АKTA pure系统串联Superdex 30 Increase纯化后，鉴定得到抑菌活性物质（BSX01）的相对分子质量为773.56，对多种蛋白酶敏感，推测为Ⅰ类细菌素。在pH 10(2 h)和121 ℃(30 min)处理后，BSX01仍具有较好的抑菌活性，最小抑菌质量浓度（MIC）仅为12.50 μg/mL。此外，BSX01在1/2 MIC时可有效降低金黄色葡萄球菌生物被膜的形成，在2 MIC时能够完全抑制生物被膜的形成。基于上述结果，布氏乳杆菌产生的细菌素BSX01是食品工业中的潜在生物防腐剂和抑制食源性致病菌生物被膜形成的有效候选品。