碳源对manA基因突变大肠杆菌代谢的影响

ManA基因编码的甘露糖-6-磷酸异构酶在大肠杆菌中催化D-甘露糖和D-果糖的异构化,促进大肠杆菌对碳源的代谢吸收。本文通过研究manA基因突变大肠杆菌对碳源的利用和编码糖代谢基因情况,探讨甘露糖-6-磷酸异构酶对大肠杆菌糖代谢的影响。采用Ⅱ型内含子逆转录突变方法构建manA基因突变大肠杆菌,分析manA基因突变大肠杆菌对不同碳源的利用情况和manA基因突变对大肠杆菌糖代谢相关基因表达的影响,结果显示,大肠杆菌BL21(DE3)ΔmanA以甘露糖、果糖为碳源时,菌株生长受到显著抑制;以淀粉为碳源时,BL21(DE3)ΔmanA菌株的生长显著优于野生型大肠杆菌;以葡萄糖为碳源时,manA基因突变对大肠杆菌的生长无显著影响。通过基因表达分析,发现大肠杆菌BL21(DE3)ΔmanA中甘露糖代谢相关基因的表达显著性降低;果糖代谢途径中6-磷酸果糖激酶Ⅰ亚基的编码基因(pfkA)显著下调表达;水解淀粉的α-淀粉酶编码基因(malS)显著性上调表达。ManA基因突变影响大肠杆菌甘露糖、果糖和淀粉代谢途径中相关基因的表达,从而影响大肠杆菌对碳源的利用。     

谷氨酸棒状杆菌葡萄糖代谢阻断工程菌的构建

采用反向代谢工程的策略,以谷氨酸棒杆菌ATCC 13032野生型为出发菌株,利用无抗性标记的同源重组方法,敲除了编码葡萄糖pts系统关键转运蛋白基因ptsG、ptsH-ptsI和葡萄糖转运系统关键转运蛋白基因abc、abc2和iolt1,得到了5株逐次敲除了相应基因的突变株。结果表明:当以葡萄糖为唯一碳源培养时,CGΔptsG菌株的葡萄糖的消耗是野生型的50%,菌体OD值为1.473;CGΔptsH-ptsI菌株的葡萄糖的消耗是野生型的39.5%,菌体OD值为1.226;CGΔabc菌株的葡萄糖的消耗是野生型的36%,菌体OD值为1.092;CGΔabc2菌株的葡萄糖的消耗是野生型的26.2%,菌体OD值为0.486;CGΔiolt1葡萄糖的消耗和菌体生长OD值为0,实现了谷氨酸棒状杆菌葡萄糖代谢的阻断,说明ptsG、ptsH-ptsI、abc、abc2和iolt1所编码的转运蛋白具有葡萄糖转运功能。     

磷酸转移酶系统关键基因敲除对Klebsiella pneumoniae产1,3-丙二醇的影响

克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)在以葡萄糖作辅底物发酵甘油生产1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PDO)过程中,由于细胞存在碳分解代谢抑制现象,葡萄糖优先于甘油被菌体吸收代谢用于细胞生长及副产物的累积,影响1,3-PDO的合成。基于K.pneumoniae葡萄糖转运及碳代谢调控相关的磷酸转移酶系统(phosphotransferase system,PTS),利用Red重组技术对PTS系统中与葡萄糖特异性转运相关的基因ptsG(编码葡萄糖特异性转运膜透性酶EⅡBC~(Glc))、crr(编码胞浆可溶性葡萄糖特异性转运酶EⅡAGlc)分别进行敲除,并考察上述基因缺失对细胞生长、1,3-PDO合成和副产物代谢的影响。结果显示,敲除ptsG、crr基因后,甘油转化率较野生菌分别提高26.2%和42.7%,其中突变株K.pneumoniaeΔcrr的1,3-PDO的产量达到23.1 g/L,提高35.8%。上述结果表明,敲除ptsG、crr基因改造PTS系统能够有效提高底物甘油利用率,强化1,3-PDO合成。     

离子色谱-脉冲安培法同时测定蔗糖酶和果聚糖酶活力的方法建立

本文旨在建立一种采用离子色谱仪同时测定蔗糖酶、果聚糖酶活力的方法。以蔗糖为底物,先加入蔗糖酶酶解并以硼氢化钠还原酶解产物葡萄糖和果糖得到甘露醇和山梨醇,再将蔗糖酶高温失活后加入果聚糖酶,得到含甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖四种化合物的混合溶液。以水-氢氧化钠溶液-乙酸钠溶液为流动相进行梯度洗脱,在流速为1.0 mL/min、柱温为30 ℃条件下经CarboPaCTM PA1 250 mm×2 mm分离以测定四种化合物的含量。最后以甘露醇和山梨醇总量计算蔗糖酶活力,以葡萄糖和果糖的总量计算果聚糖酶的活力。结果表明:甘露醇、山梨醇、葡萄糖和果糖四种化合物在20 min内完成测定,且线性相关系数均达到0.9995以上,分离度均在1.0以上;果聚糖酶活力的测定可以采用蔗糖为底物;加入1.2 mL 10 mg/mL的硼氢化钠溶液并60 ℃水浴30 min后,葡萄糖和果糖能够分别完全转化为甘露醇和山梨醇;本方法测定的蔗糖酶活力、果聚糖酶活力与3,5-二硝基水杨酸比色法（DNS法）测定的蔗糖酶活力、果聚糖酶活力结果无显著性差异（P>0.05）;且测定的蔗糖酶活力、果聚糖酶活力含量结果的RSD分别为2.0%和1.7%,精密度好,且本方法不涉及传统方法所用的有毒有害试剂。因此,所建方法可以同时用于测定蔗糖酶和果聚糖酶的活力,同时也为其它酶活力测定提供了一种新的思路。     

低聚果糖对干酪乳杆菌生长和代谢的影响

为研究干酪乳杆菌体外利用低聚果糖的生长代谢过程,分别以0.5%、1.5%、3%低聚果糖替代0.5%葡萄糖作为培养基碳源,取0、4、8、12、18、24h发酵液测p H、菌落数、代谢产物。结果表明:随着培养时间的延长,培养基中p H降低;0.5%低聚果糖培养基中干酪乳杆菌数量在8h时达到最高值,增加低聚果糖浓度到1.5%,干酪乳杆菌的数量随之增加;继续增加低聚果糖浓度到3%,干酪乳杆菌数量没有明显差异(p0.05)。干酪乳杆菌代谢低聚果糖在4h时乙酸产量达到最高值,且3%低聚果糖培养基中乙酸产量是0.5%、1.5%低聚果糖的2倍;乳酸产量随着培养时间的延长逐渐积累,3%低聚果糖培养基中乳酸产量最多,干酪乳杆菌利用低聚果糖的主要代谢产物为乙酸和乳酸。     

影响谷氨酸发酵种子质量的主要因素有哪些？

谷氨酸发酵过程中影响种子质量的主要因素有：（1）培养基构成种子培养基要求含有丰富的氮源，足够的生物素，少量的碳源，以利菌体生长，如果糖份过多，菌体代谢活动旺盛，产生有机酸，使pH值降低，菌种容易衰老。     

液体培养观察菊粉对青春双歧杆菌生长代谢的影响

菊粉替换培养基中的葡萄糖,对青春双歧杆菌进行体外培养,通过测量培养液吸光度、pH和滴定酸度的变化,考察了菊粉对青春双歧杆菌生长代谢的影响,探讨了实验室简单易行的观察方法。所有培养液菊粉组吸光度均大于相应空白组的吸光度,说明菊粉能够促进青春双歧杆菌生长。但不同培养基的观察效果有区别。唯一碳源培养基菊粉组吸光度的平均值0.376相对较低,但其菊粉组与空白组的比值1.584、糖发酵培养基的比值1.404均显著高于PTYG培养基的比值1.248(P<0.05)。PTYG培养基营养丰富,空白组中的双歧杆菌也能较好地生长,菊粉组的优势不明显。唯一碳源培养基的构成为无机盐加待测底物,液体呈透明状,便于观察具体的生长情况。如果要培养观察双歧因子的促生长效果,建议采用唯一碳源培养基。     

碳源对凝结芽孢杆菌耐酸特性的影响及其机制研究

为分析食物中重要碳水化合物对益生菌生物学特性的影响,研究了不同碳水化合物形式与益生凝结芽孢杆菌耐酸特性间的关系。在pH 3.5酸胁迫下,以单糖、二糖及有机酸等为碳源,研究其对菌体耐酸特性的影响。结果表明,以果糖为碳源时,菌体耐酸能力比对照组提高了21%,是有机酸组的27.84倍,乳糖组的35.63倍;进一步研究发现,以果糖为碳源时,胞内ATP含量达到了5.818 1μmol/g prot,是对照组1.95倍;十七烷酸和总不饱和脂肪酸含量显著提高,达到61.87%和26.49%;与菌体耐酸能力密切相关的Glu、Arg、Asp、Lys等胞内含量也急剧增加。不同碳源由于进入细胞后代谢途径不同,引起与酸耐受直接相关的能量水平、细胞膜脂组成,胞内氨基酸代谢等发生了显著变化,导致菌体酸耐受能力存在明显差异。因此,不同碳源对益生菌耐酸特性具有显著影响,该研究为分析不同营养环境下菌体耐酸机制奠定了基础。     

不同碳源对酵母代谢有机酸的影响

对啤酒酵母在以葡萄糖、果糖、麦芽糖作碳源的培养基中的代谢生长状况进行了跟踪检测,应用高效液相色谱检测各发酵液中酒石酸、苹果酸、琥珀酸和柠檬酸的含量变化,得出了碳源对啤酒酵母有机酸代谢的影响:其中酒石酸、苹果酸和柠檬酸含量差别明显,琥珀酸含量差别较小。     

氧化葡萄糖酸杆菌培养及生物转化性能的研究

对氧化葡萄糖酸杆菌在山梨醇培养基中的生长及其静息细胞对山梨醇的氧化做了动态研究。实验结果表明:作为碳源的山梨醇对该菌的生长具有明显的抑制作用,当山梨醇的浓度为2%时,该菌生长最好,底物利用率高。当装液量为20ml时,该菌静息细胞浓度为1.0mg干细胞重/ml时,转化效果最好,34h产物收率就达到77%,当装液量为10ml时,该菌静息细胞浓度为2.0mg干细胞重/ml时,转化效果最好,16h产物收率就达到90%。另外,在该菌的生长和其静息细胞转化山梨醇时,都不加入镁离子,该菌静息细胞对山梨醇无转化。     

谷氨酰胺产生菌NS611的代谢流分析

建立并完善了谷氨酸棒杆菌NS611生产谷氨酰胺的中心碳代谢网络.研究了菌体生长和生产阶段的代谢流分布,结果说明该菌葡萄糖的代谢以糖酵解途径为主,在产酸阶段丙酮酸羧化反应的代谢流量较大。NADPH不是谷氨酸棒杆菌NS611代谢的限制性因素.研究了氮饥饿处理对代谢流分布的影响,提出要提高谷氨酰胺的产量必须适当保留α-酮戊二酸的向下氧化的功能,以保证能量供给.     

高果糖浆废液杂糖组分分析及其作为毕赤酵母发酵碳源的资源化利用

废杂糖的资源化利用是高果糖浆生产行业迫切需要解决的问题。该研究首先通过高效液相、质谱和红外光谱分析,确定了杂糖成分为葡萄糖、果糖和聚合度为2~16的线性葡聚糖,包括葡萄糖480 g/L,果糖92 g/L,麦芽糖103.6 g/L,麦芽三糖36.8 g/L,总糖含量802.3 g/L。进一步使用2种常用的毕赤酵母宿主(P AOX1型毕赤酵母、P GAP型毕赤酵母)利用杂糖发酵生产内切β-1,3葡聚糖酶并与标准碳源(甘油和葡萄糖)作对比。结果表明,对于P AOX1型毕赤酵母,杂糖做碳源时细胞密度和酶活性与甘油相比均有所下降,最大生物量分别为59.1和82.0 g/L,最高酶活性分别为157.29和199.2 U/mL。对于P GAP型毕赤酵母,杂糖与葡萄糖的发酵效果相当,说明杂糖可以作为P GAP型毕赤酵母生产内切β-1,3葡聚糖酶的优质替代性碳源。     

重组谷氨酸棒杆菌全细胞催化一步法合成高果糖浆

高果糖浆是一种可替代蔗糖的甜味剂,在食品和饮料行业应用广泛.该研究实现了经密码子优化的密苏里游动放线菌(Actinoplanes missouriensis)CICIM B0118(A)来源的葡萄糖异构酶在食品安全菌株谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)13032中的异源表达,构建了重组...     

高效阴离子交换色谱法同时测定菊粉酶解产物中的单糖、双糖和低聚果糖

建立了低聚果糖样品中的葡萄糖、果糖、蔗糖、蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖的高效阴离子交换色谱-脉冲安培法的定量分析方法。采用阴离子交换柱CarboaPacTM PA10（250 mm×2 mm）脉冲安培法进行检测,以氢氧化钠和醋酸钠为淋洗液进行梯度洗脱,柱温30 ℃,流速0.3 mL/min。结果表明,葡萄糖、果糖、蔗糖、蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖在质量浓度0.1～10 mg/L范围内的线性关系良好,相关系数r2大于0.996 1,各组分的相对标准偏差均在2.69%～7.21%之间。将此方法应用于菊粉酶解后反应产物的检测,结果表明该方法快速简便且灵敏度高,能满足反应样品中低聚果糖的检测要求。     

A preliminary study of caffeine degradation by Pseudomonas sp. GSC 1182

Several microorganisms isolated from soil were tested for their ability to utilize caffeine as the sole carbon and nitrogen source. The isolate identified as Pseudomonas sp. GSC 1182 showed 80% degradation of caffeine in 48 h when caffeine was used as the sole carbon and nitrogen source. In the presence of sucrose (5 g/l), 100% degradation of caffeine was achieved within 36-40 h. The degradation rate was also found to increase when fructose, lactose and galactose were used as carbon source. The isolate showed decreased level (<10%) of caffeine degradation in the presence of glucose. At an initial pH of 6.0, the complete degradation of caffeine was attained in 24 h. The addition of urea and ammonium sulfate as external nitrogen source decreased the caffeine degradation to 35% and 70% respectively.     

Kinetic analysis of growth and sugar consumption by Lactobacillus fermentum IMDO 130101 reveals adaptation to the acidic sourdough ecosystem

The effect of pH on growth and carbohydrate metabolism of L. fermentum IMDO 130101 was investigated. Pronounced acid tolerance occurred together with marked responses in sugar metabolism due to acid stress. In accordance with the environment from which this strain was isolated, glucose and fructose metabolism remained active at low pH. Fructose was quantitatively converted into mannitol under all conditions tested, yielding an energetic advantage to the strain. Modelling of growth, sugar consumption, lactic and acetic acid production, and mannitol production of L. fermentum IMDO 130101 allowed the estimation of its basic biokinetic parameters when growing under simulated sourdough conditions. The obtained kinetic data underline the competitiveness of the strain in an acidic environment.     

高效液相色谱法测定菠萝蜜果实中的葡萄糖、果糖和蔗糖

研究菠萝蜜果实葡萄糖、果糖和蔗糖的提取方法并对不同果实部位的糖进行分离,建立能同时测定菠萝蜜果实中3 种糖的高效液相色谱方法。CHO-820钙型糖柱为分析柱,柱温90 ℃,流动相为超纯水,流速0.5 mL/min,进样体积10 μL,用示差折光检测器检测。结果表明：100%乙醇是蔗糖的适宜提取液,若同时测定3 种糖,则最适提取液为80%乙醇溶液,方法的相对标准偏差为1.51%～7.01%,相关系数在0.999 0以上,加标回收率为98.55%～102.33%;菠萝蜜果肉（以鲜质计算）中3 种糖总含量高达14.01 g/100 g,其中蔗糖含量最高,种皮中糖总含量为10.19 g/100 g,以葡萄糖和果糖为主,果腱中含量最低,仅3.54 g/100 g。不同果实部位果糖与葡萄糖含量相近。     

Innovative metabolic pathway design for efficient l-glutamate production by suppressing CO2 emission

In the pathway of L-glutamic acid (L-Glu) biosynthesis in Corynebacterium glutamicum, 1 mol of L-Glu is synthesized from 1 mol of glucose at a cost of 1 mol of carbon dioxide (CO(2)), with a maximum theoretical yield of 81.7% by weight. We have designed an innovative pathway for efficient L-Glu production employing phosphoketolase (PKT) to bypass the CO(2)-releasing pyruvate dehydrogenase reaction, thereby increasing the maximum theoretical yield of L-Glu from glucose to up to 98.0% by weight (120% mol/mol L-Glu produced/glucose consumed). The xfp gene encoding PKT was cloned from Bifidobacterium animalis and overexpressed under the strong cspB promoter in C. glutamicum. A functional enzyme was detected in an L-Glu-producing strain of C. glutamicum (odhA). When cells of this producer strain with the xfp gene and those without the xfp gene were cultivated in a controlled fermentation system, the L-Glu production yield of the strain expressing the xfp gene was much higher than that of the original strain, coupled with the suppression of CO(2) emission. Consequently, we could successfully enhance L-glutamate production by installing the PKT pathway of B. animalis into C. glutamicuml-Glu metabolism, and this novel metabolic design will be able to increase L-Glu production yield beyond the maximum theoretical yield obtained from the conventional metabolic pathway of biosynthesis from glucose.     

Identification of Some Sugars and Mannitol in Celery

SUMMARY— The carbohydrate content of celery petioles was determined using paper chromatographic techniques. Sucrose, glucose, fructose and mannitol were identified and quantitatively determined. Mannitol crystals were isolated. Sugars chromatographed with solvents containing boric acid showed characteristic stabilities to indicators.