基于Staphylococcus carnosus来源的D-果糖-1,6-二磷酸醛缩酶在大肠杆菌合成稀有酮糖的研究

将Staphylococcus carnosus来源的Fru AS.car醛缩酶基因fda和大肠杆菌来源的Yqa B磷酸酶基因yqa B分别插入到表达质粒CDFDuet-1得到重组质粒CDF-fda-yqa B,并转化该重组质粒到大肠杆菌BL21Star(DE3)。以同时过量表达Fru AS.car醛缩酶和Yqa B磷酸酶的大肠杆菌BL21Star(DE3)/CDFDuet-1-fda-yqa B作为发酵菌株,以葡萄糖为碳源通过糖酵解途径在胞内生成供体磷酸二羟基丙酮,分别在培养基中添加丙醛、丁醛为受体,进行相应稀有酮糖的合成,从而成功地将羟醛缩合反应在大肠杆菌中实现,酮糖产物用HPLC检测并进行纯化和1H NMR鉴定。最后,以13C同位素全标记的葡萄糖为碳源,添加丙醛为受体进行了同位素标记实验,证实了产物从DHAP而来的3个碳原子最终来自葡萄糖。     

碳源对圆酵母(Torula sp.)B84512发酵合成赤藓糖醇及副产物甘油的影响

研究了圆酵母(Torula sp.)B84512以不同碳源发酵产赤藓糖醇过程中副产物甘油的生成与消耗情况。发现该菌株在以任何碳源为底物发酵过程中均会产生甘油,且在发酵中后期甘油逐渐被消耗。以甘油为唯一碳源时该菌株合成赤藓糖醇的速率及产率均低于葡萄糖。葡萄糖为圆酵母B84512发酵产赤藓糖醇的最佳碳源。采用分批补料的方式提高赤藓糖醇的产率并期望能抑制甘油的生成,实验结果表明补料至总糖浓度为50%时赤藓糖醇产量最高为253 g/L,产率为1.03 g/(L.h)。但甘油产量与葡萄糖的浓度呈正相关,分批补料并不能有效抑制甘油的生成,反而导致发酵周期大大延长,对于工业化生产极其不利。通过对甘油的生成及消耗过程中关键酶胞浆3-磷酸甘油脱氢酶(ctGPD)、3-磷酸甘油酯酶(GPP)、线粒体3-磷酸甘油脱氢酶(mtGPD)酶活测定,确定胞浆3-磷酸甘油脱氢酶为甘油合成途径的关键酶,为以后对圆酵母B84512中甘油代谢途径的基因工程改造选育奠定了基础。     

以纤维二糖为底物利用重组大肠杆菌合成海藻糖

探讨以纤维二糖为底物合成海藻糖的可行性。首先克隆来自施氏假单胞菌A1501的otsA/otsB基因,外源导入Escherichia coli BL21（DE3）构建以葡萄糖为底物合成海藻糖的OtsAB途径。继而通过过表达E. coli本身的galU基因增加海藻糖合成前体物质尿苷二磷酸（uridine diphosphate,UDP）-葡萄糖的含量,使海藻糖产量提高了3 倍。通过添加井冈霉素抑制海藻糖的降解,进一步提高海藻糖的产量。在此基础上,过表达来自天然纤维素分解细菌Saccharophagus degradans的纤维二糖磷酸化酶基因cepA,使重组大肠杆菌具有利用纤维二糖产海藻糖的能力。利用该重组大肠杆菌全细胞催化生产海藻糖,底物为20 g/L纤维二糖,并添加0.05 mmol/L的井冈霉素抑制海藻糖降解时,48 h后可生成1.3 g/L的海藻糖。本研究利用重组大肠杆菌以纤维二糖为底物合成海藻糖,证实了以纤维二糖为底物合成海藻糖的可行性,为纤维二糖来源精细化学品的生产提供了新的思路。     

利用重组嗜热栖热菌尿苷-胞苷激酶生产尿苷酸

尿苷-胞苷激酶(Uridine/cytidine kinase,UCK)作为生物体核苷酸代谢补偿途径中的重要催化剂,可以催化尿苷和胞苷磷酸化成为尿苷酸(5'-uridine monophosphate,5'-UMP)和胞苷酸(5'-cytidine monophosphate,5'-CMP)。利用大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)分别成功克隆表达了来源于嗜热栖热菌(Thermus thermophilus HB8)以及枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis 168)的尿苷-胞苷激酶。对比分析了不同重组尿苷-胞苷激酶的催化特性发现,来源于嗜热栖热菌的尿苷-胞苷激酶能以鸟苷三磷酸(Guanosine 5'-triphosphate,GTP)或者腺苷三磷酸(Adenosine 5'-triphosphate,ATP)作为磷酸供体催化尿苷生成尿苷酸,而来源于枯草芽孢杆菌的尿苷-胞苷激酶只有以GTP作为磷酸供体时的催化效果较好。在优化的反应条件下,使用来源于嗜热栖热菌的尿苷-胞苷激酶,6 h可催化10 mmol/L的尿苷和10 mmol/L的ATP生成8.74 mmol/L尿苷酸。研究结果表明,以ATP作为磷酸供体的尿苷-胞苷激酶可作为一种新型的催化剂用于尿苷酸的研制与生产。     

L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶立体选择性的半理性改造合成D-阿洛酮糖

稀有糖D-阿洛酮糖在食品、医药、保健等领域显示了巨大的应用潜能,然而以较高的收率大量生产D-阿洛酮糖依然面临着挑战。前期研究表明,属于磷酸二羟基丙酮(dihydroxyacetone phosphate,DHAP)依赖型醛缩酶家族的L-鼠李树胶糖-1-磷酸醛缩酶(Rha D)在以D-甘油醛为醛受体时,失去了对该醛受体的立体选择性,生成D-阿洛酮糖和D-山梨糖两种稀有糖,两者比例接近1∶1。为了对Rha D醛缩酶的立体选择性进行优化使其专一性地生产D-阿洛酮糖,对Rha D醛缩酶的152位酪氨酸进行了19种其他氨基酸的定点饱和突变,发现Rha DY152A突变体倾向于生成D-阿洛酮糖,D-阿洛酮糖和D-山梨糖的比例从最初的1∶1显著提高到8∶1,为下一步对Rha D醛缩酶分子改造进而定向合成单一产物D-阿洛酮糖提供理论依据。     

玉米黄烷酮-3-羟化酶原核表达条件对香橙素生成量的影响

香橙素是类黄酮代谢途径中重要的中间化合物,黄烷酮-3-羟化酶(flavanone-3-hydroxylase,F3H)能以柚皮素为底物催化C3位接羟基从而生成香橙素.为实现香橙素绿色发展,该研究利用微生物法,对来自玉米的Zmf3h构建大肠杆菌原核表达系统后诱导ZmF3H蛋白表达.通过发酵实验验证ZmF3H在胞内可溶性表...     

腺苷酸环化酶在大肠杆菌中的表达及初步应用

腺苷酸环化酶(Adenylate Cyclase,AC)对酶法合成环单磷酸腺苷(Cyclic Adenosine Monophosphate,c AMP)至关重要,它催化三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)生成c AMP和焦磷酸(PPi)。本研究将Thermomonospora echinospora来源的AC(Te AC)在大肠杆菌中进行异源表达,经过亲和层析纯化蛋白后进行酶学性质的分析,并进一步将其用于cAMP的催化合成。在16℃下诱导重组大肠杆菌表达Te AC后,利用Ni柱亲和层析纯化Te AC,经过SDS-PAGE分析表明目的蛋白条带为40 ku,与预期蛋白大小一致。重组Te AC酶的最适温度为50℃,最适pH值为10.5。经酶动力学分析,测得该酶对底物ATP催化的动力学参数米氏常数(K_m)=115.1 mmol/L,最大反应速度(V_max)=64.52μmol/(mg·min),催化常数(K_cat)=8.13 s^-1。用Te AC催化底物ATP反应11 h后c...     

安全酵母Candida glycerinogenesis食品级甘油合成关键基因的研究

为了研究酵母甘油合成关键酶基因在食品级甘油合成中的重要作用,以产甘油假丝酵母基因组为模板,设计引物,克隆获得甘油合成关键酶基因3-磷酸-甘油脱氢酶基因(CgGPD),并在大肠杆菌中通过tac启动子串联表达来自酿酒酵母的3-磷酸甘油酯酶基因(ScGPP2)。经IPTG诱导培养后,3-磷酸-甘油脱氢酶(CgGPD)的比酶活达到了60mU/mg。在30%的葡萄糖浓度下,经过48h的摇瓶发酵,可合成甘油2.52g/L。表明3-磷酸甘油酯酶在甘油合成过程中起了关键作用,过表达CgGPD基因有助于食品级甘油大量合成,从而降低下游分离纯化的难度,可从分子水平进一步提高甘油的产量。     

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。     

稀有糖D-阿洛糖性质及生物法生产研究进展

D-阿洛糖是一种稀有的己醛糖,具有抗癌等众多生理功能,成为近年来的研究热点。其生物法生产多是利用L-鼠李糖异构酶、核糖-5-磷酸异构酶等酮醛糖异构酶以D-阿洛酮糖为底物,催化可逆的异构化反应获得。该文对D-阿洛糖的性质、应用和代谢,生物法生产相关酶的性质及应用等内容进行综述,在此基础上提出了要实现D-阿洛糖大规模生产必需解决的问题。     

壳聚糖及其衍生物作为果蔬保鲜剂和食品助剂的研究进展及应用

介绍了壳聚糖及其衍生物涂膜延缓果蔬衰老软化的可能机制,涂膜与果蔬贮藏期间品质、生理关系,常见的果蔬壳聚糖处理的最佳浓度和效果的研究进展,以及壳聚糖及其衍生物作为食品加工助剂的研究和应用.     

Probiotics and prebiotics--perspectives and challenges

Owing to their health benefits, probiotics and prebiotics are nowadays widely used in yogurts and fermented milks, which are leader products of functional foods worldwide. The world market for functional foods has grown rapidly in the last three decades, with an estimated size in 2003 of ca US$ 33 billion, while the European market estimation exceeded US$ 2 billion in the same year. However, the production of probiotics and prebiotics at industrial scale faces several challenges, including the search for economical and abundant raw materials for prebiotic production, the low-cost production of probiotics and the improvement of probiotic viability after storage or during the manufacturing process of the functional food. In this review, functional foods based on probiotics and prebiotics are introduced as a key biotechnological field with tremendous potential for innovation. A concise state of the art addressing the fundamentals and challenges for the development of new probiotic- and prebiotic-based foods is presented, the niches for future research being clearly identified and discussed.     

常用消毒灭菌法及其机理与应用

介绍了采用消毒灭菌方法,有加热消毒法,紫外线辐射法和化学药剂消毒法。常用化学药剂有醛类、含氯消毒剂、醇类消毒剂以及高锰酸钾、生石灰等,阐释了消毒与灭菌两个概念的区别。     

壳聚糖及其衍生物涂膜保鲜果蔬和食品的研究进展及应用

本文介绍了壳聚糖及其衍生物涂膜延缓果蔬衰老软化的可能机制,涂膜与果蔬贮藏期间品质、生理关系,常见果蔬壳聚糖处理的最佳浓度和效果的研究进展。最后对壳聚糖及其衍生物在食品的涂膜保鲜方面也做了综述。     

Heritability and correlations for body condition score and dairy form within and across lactation and age

The objectives of the current study were to investigate the relationship between body condition score (BCS) and dairy form and changes in genetic parameters for BCS and dairy form within and across lactations and age. Body condition score and dairy form were obtained from the Holstein Association USA, Inc. Records were edited to include those cows classified between 24 and 60 mo of age and between 0 and 335 d in milk (DIM). A minimum of 20 daughters per sire and 15 cows per herd-classification visit were required. The dataset consisted of 135,178 records from 119,215 cows. Repeatability, multiple trait, and random regression models were used to analyze the data. All models included fixed effects for herd-classification visit, age within lactations 1, 2, and 3 or higher, and 5th-order polynomials for DIM. Random effects included sire and permanent environment for all models. Random regression models included age at classification nested within sire or DIM and lactation number nested within sire. Genetic variance for both BCS and dairy form was lowest in early lactation and highest in midlactation. Genetic correlations within and across lactations were high. The genetic correlation between DIM 0 in lactation 1 and DIM 305 in lactation 3 was estimated to be 0.77 for BCS and 0.60 for dairy form. The genetic correlation estimate between 30 mo of age at classification and 50 mo of age at classification was 0.94 for both dairy form and BCS. The repeatability models appeared to generate accurate evaluations for BCS or dairy form at all ages and stages of lactation.     

节能节水型印染助剂和设备的现状

从节能、节水、缩短工艺流程和环保的角度出发，介绍了国内外研制开发的一系列新型节能、节水型印染助剂和染整设备。     

家蝇及其幼虫的营养价值与开发利用

本文介绍了家蝇及其幼虫的营养价值、开发利用方向,并对其前景进行了展望。     

核桃及其加工与利用

本文详细介绍核桃的产量、产地,核桃的组成成份和营养保健功效,核桃的加工工艺及核桃、核桃仁和核桃油的市场分析。     

益生素、益生菌与结肠癌

介绍了益生素和益生菌及其作用机理。在动物模型中，有大量的数据证实益生素和益生菌能够预防癌症．而在人体内还没有直接实验证据。它们抑制癌症的确切机理目前尚不清楚，其抑制机理可能是：肠道菌群代谢活动的改变，肠道理化环境的改变，潜在的致癌物质的黏附和降解，肠道菌群的改变、抗癌或抗诱变物质的形成、提高宿主的免疫应答、影响宿主的生理活动以及发酵不能被消化的食物并形成有益代谢产物。