重组大肠杆菌表达17β-羟基类固醇脱氢酶全细胞催化合成宝丹酮的研究

宝丹酮作为一种重要的蛋白同化雄性激素类固醇,具有提升肌肉质量和耐力的功能。宝丹酮的传统合成方法是以1,4-雄烯二酮（ADD）为底物通过化学法合成,但过程复杂、污染严重。17β-羟基类固醇脱氢酶（17β-HSD）可催化甾体化合物C-17位点的氧化还原反应,实现ADD和宝丹酮的相互转化。本研究通过基因序列同源性分析,筛选到6种不同来源的17β-HSD基因并对其在大肠杆菌中进行异源表达。利用不同重组菌转化ADD合成宝丹酮,结果表明重组菌BL21/pET28a-HSDPy的ADD转化率最高,因此选择BL21/pET28a-HSDPy进行进一步研究。鉴定了重组菌的酶学性质并优化其全细胞转化条件。结果表明在生物量为36 g·L^-1、底物浓度为5.40 g·L^-1条件下,经过两次补料,获得了3.66 g·L^-1宝丹酮,比优化前提高了4.1倍。而且在生物转化过程中未检测到副产物。为生物合成宝丹酮提供了可能。     

重组酿酒酵母生物合成菜油甾醇

菜油甾醇作为甾体药物（孕酮、雄烯二酮、氢化可的松等）的重要合成前体已受到国内外研究学者的广泛关注。首先通过生物信息学分析,筛选了10种不同来源的7-脱氢胆固醇还原酶DHCR7,并采用CRISPR/Cas9基因编辑技术将酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）内源的ERG5基因替换成不同来源的DHCR7基因,构建了菜油甾醇合成菌株。结果发现整合来源于Pangasianodon hypophthalmus DHCR7的菌株Zw507表现出最高的菜油甾醇的产量216.93 mg/L。进一步筛选了10种酵母内源启动强度较强的启动子来与PhDHCR7基因进行组合,结果显示以TEF1p为启动子时菜油甾醇的产量最高可达253.35 mg/L。为了进一步提高菜油甾醇产量,增加了DHCR7表达盒在酵母基因组上的拷贝数。当拷贝数为3个时,菜油甾醇的产量达到最高302.27 mg/L。最终,通过5 L发酵罐进行补料分批发酵,实现了916.88 mg/L菜油甾醇产量。该菌株可作为后续甾体药物生物合成的优良底盘细胞。     

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...     

柴油清净剂清净性研究

在XUD-9柴油发动机台架上,采用中国石油化工行业推荐标准SH/T—2005《柴油机喷嘴结焦试验方法》,研究清洁性不同的柴油对柴油机喷嘴结焦阻塞的影响。实验结果显示：加入有效的柴油清净剂,对柴油机喷嘴具有显著的清洁效果;我国车用柴油的清净性能与国外相比差距较大。     

重组大肠杆菌全细胞催化合成4-羟基异亮氨酸

4-羟基异亮氨酸(4-HIL)是一种很有前景的药物,它具有促进胰岛素分泌、改善外周组织对胰岛素的抵抗性和调节血脂异常等作用,而L-异亮氨酸羟化酶(IDO)常用于4-HIL的生产。首先,克隆了苏云金芽孢杆菌来源的L-异亮氨酸羟化酶,实现了其在E. coli BL21(DE3)中的异源表达。其次,通过同源建模和蛋白质结构分析,本着将与底物氨基酸侧链结合的氨基酸残基从亲水性或长链疏水性结构突变成丙氨酸Ala的原则,对I156位点进行了定点突变,以增大底物结合口袋,扩宽底物通道进而提高4-HIL的产量。最后,对野生酶及突变酶的酶学性质、突变酶的羟基化反应体系进行研究,在最优催化条件下,分批补料转化底物进行4-HIL的生产。酶学性质结果显示,野生酶及突变酶I156A的最适温度均为25℃,最适pH均为7.0;突变酶I156A比酶活比野生酶提高了1.9倍,L-ILe转化率提高了28%。羟基化反应体系的最优转化条件为:20 mmol/L L-ILe,20 mmol/L α-酮戊二酸,8 mmol/L Fe~(2+),30 mmol/L抗坏血酸和HEPES(50 mmol/L,pH 7.0)缓冲液。在最优转化条件下,重组菌E. coli BL21/pET28a-ido~(I156A)进行分批补料转化底物,时间间隔为4 h,32 h后得到77.3 mmol/L 4-HIL,底物最高转化率98.35%。     

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

灵菌红素（prodigiosin,PG）,一种由粘质沙雷氏菌产生的次级代谢产物,因其具有抗细菌、抗疟疾、抗肿瘤和免疫抑制等重要功能而备受关注,然而,对黏质沙雷氏菌合成灵菌红素的调控机制的了解依然有限。作者以黏质沙雷氏菌JNB5-1为出发菌株,通过构建Tn5G转座子插入突变文库,发现并解析了DeoR家族转录调控因子BVG90_04085（PsrB）正调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素的分子机制。结果发现,LB培养基中psrB突变株SK8-61和ΔPsrB产灵菌红素能力仅为出发菌株JNB5-1的0.22倍和0.26倍。RT-qPCR分析菌株JNB5-1及ΔPsrB中pig基因簇的表达水平发现,相比于出发菌株JNB5-1,在psrB缺失突变株ΔPsrB中,灵菌红素合成途径关键基因pigABCDEFGHIJKLMN的表达水平下调了5.81~22.93倍。凝胶阻滞EMSA等实验证实转录因子PsrB可直接与pig基因簇启动子区域结合,表明转录因子PsrB正调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素的分子机制可能为：PsrB与灵菌红素合成基因簇启动子区域直接结合,正向调控pig基因簇的转录水平,进而影响黏质沙雷氏菌合成灵菌红素。最后,发酵培养基中psrB过表达菌株JNB5-1/pXW1906可合成8.61 g/L的灵菌红素,为出发菌株JNB5-1（5.53 g/L）的1.56倍。     

赖氨酸脱羧酶分子改造及其催化合成戊二胺

1,5-戊二胺(戊二胺)具有良好的生物活性,广泛应用在农业、医药以及工业等领域。赖氨酸脱羧酶可以催化L-赖氨酸生产戊二胺,为了提高赖氨酸脱羧酶催化合成戊二胺的效率,首先在大肠杆菌中克隆表达了粘质沙雷氏菌来源的赖氨酸脱羧酶(SmcadA)。生化特征表明,SmcadA最适催化pH为6.0,最适催化温度约为40℃。随后对SmcadA的第348位氨基酸进行了突变研究,筛选获得了催化效率显著提高的突变体Gly348Ala,主要原因是该突变导致蛋白中氨基酸残基和底物之间相互作用的氢键数增加,从而影响其催化效率。最后,对重组菌株细胞进行了戊二胺合成研究,催化反应25 h,含有突变体Gly348Ala的重组菌细胞可以催化合成218.2 g/L戊二胺,野生型SmcadA重组菌仅能催化合成159.2 g/L戊二胺。该研究结果为工业化酶催化合成戊二胺提供了借鉴。     

市售汽油清净剂清净性能模拟评价分析

在汽油清净剂清净性模拟试验机上,采用国家标准GB 19592-2004附录B中所规定的汽油机进气阀沉积物模拟试验方法,对常见的市售汽油清净剂进行了清净性模拟试验研究.实验结果表明:市售汽油清净剂质量良莠不齐,已做的100种清净剂中,有效清净剂仅占26%左右.     

重组人成纤维细胞生长因子-21的表达及纯化工艺的优化

目的优化重组人成纤维细胞生长因子-21(SUMO-rhFGF-21)融合表达工程菌的表达条件及目的蛋白纯化工艺。方法对工程菌的诱导温度、时间及诱导剂浓度进行优化,并进行罐发酵,对菌体裂解液进行离子交换层析、Ni离子亲和层析及分子筛层析等。纯化产物经SDS-PAGE和HPLC鉴定纯度。结果在诱导温度为37℃,诱导时间为4h,IPTG浓度为0.5mmol/L时,目的蛋白的表达量最高,达20.5%;罐发酵收菌量可达66g/L,目的蛋白的表达量达20.2%;纯化后的rhFGF-21纯度达96%以上。结论优化了rhFGF-21的表达条件及纯化工艺,为rhFGF-21用于新药开发奠定了基础。     

新金色分枝杆菌CRISPR基因编辑技术的构建及其初步应用

新金色分枝杆菌Mycobacterium neoaurum JC-12是一株用于转化植物甾醇合成甾体激素类药物中间体的重要菌株,传统的基因编辑方法效率低、周期长、操作复杂并且需带入抗性标签.近期 CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repea...