调控大肠杆菌胞内ATP和NADH水平促进琥珀酸生产

琥珀酸作为一种重要的C4平台化合物,广泛应用于食品、化学、医药等领域。利用大肠杆菌(Escherichia coli)发酵生产琥珀酸受胞内辅因子不平衡的影响,存在产率低、生产强度低、副产物多等问题。为此,对不同氧气条件下琥珀酸产量和化学计量学分析发现,微厌氧条件下E.coli FMME-N-26高效积累琥珀酸需要借助三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)为还原性三羧酸途径(reductive tricarboxylic acid pathway,r-TCA)提供足够的ATP和NADH。通过减少ATP消耗、强化ATP合成、阻断NADH竞争途径和构建NADH回补路径等代谢工程策略,组合调控胞内ATP与NADH含量,获得工程菌株E.coli FW-17。通过发酵条件优化,菌株E.coli FW-17在5 L发酵罐能积累139.52 g/L琥珀酸,比出发菌株提高了17.81%,乙酸浓度为1.40 g/L,降低了67.59%。进一步在1000 L发酵罐中进行放大实验,琥珀酸产量和乙酸浓度分别为140.2 g/L和1.38 g/L。     

模块化工程改造大肠杆菌生产L-色氨酸

L-色氨酸作为一种必需氨基酸,广泛应用于食品、饲料和医药等领域。目前,微生物法生产L-色氨酸存在转化率低等问题。为此,本研究通过敲除L-色氨酸操纵子阻遏蛋白(L-tryptophan operon repressor protein, trpR)、替换l-色氨酸弱化子(trpL)、引入抗反馈调节的aroG^fbr等,获得可积累11.80 g/L L-色氨酸的底盘菌株大肠杆菌(Escherichia coli)TRP3。在此基础上,将L-色氨酸合成途径分为中心代谢途径模块、莽草酸(shikimic acid, SA)途径至分支酸(chorismic acid, CHA)模块、分支酸至L-色氨酸模块,并借助启动子工程,通过平衡中心代谢途径模块、莽草酸途径至分支酸模块、分支酸至L-色氨酸模块,获得工程菌E.coli TRP9。在5 L发酵罐中,工程菌E.coli TRP9的L-色氨酸产量提升至36.08 g/L,糖酸转化率提升至18.55%,达到理论转化率的81.7%。本研究利用模块工程策略,构建了高产L-色氨酸生产菌株,为l-色氨酸的规模化生产奠定了良好的基础。     

有机溶质转运体OSTα-OSTβ的研究进展

溶质载体家族的新成员,有机溶质转运体(organic solute transporter alpha-beta,OSTα-OSTβ),是由OSTα和OSTβ构成的异源二聚体,通过易化扩散在胆汁酸跨上皮细胞基底膜转运中起重要作用,是胆汁酸被肠道吸收、完成肠肝循环所必需的转运体。OSTα和OSTβ需形成异二聚体来维持转运体的稳定性、向细胞膜转位并维持转运活性。OSTα和OSTβ的表达受以法尼醇X受体(farnesoid X receptor,FXR)为主的多种核受体的转录调节。OSTα-OSTβ可在胆汁淤积时减少胆汁酸的毒性作用,影响血浆胆汁酸和甘油三酯水平。本文将就OSTα-OSTβ转运体的组织分布、亚细胞定位、转运机制、底物特异性、结构域划分和转录调控等进行综述。     

基于环境效能的屋顶绿化研究性设计——以同济大学屋顶花园为例

当前国际前沿的屋顶绿化研究表明,屋顶绿化的城市能源和城市生态环境等环境综合效能越来越受重视。结合屋顶绿化全生命周期分析,提出基于环境效能的“预研究、深化设计、效能评估”的屋顶绿化研究性设计,并将此设计方法应用于实际案例Joy Garden屋顶花园中,对其进行风环境和日照模拟,初步设计出3种方案,从安全性、环境效益和全生命周期的角度评价并确定最佳方案,在此基础上进行基于环境效能的深化设计项目建成后的效能评估结果表明,案例屋顶花园在建筑节能、雨洪管理、改善城市热环境、增加城市生物多样性等提高环境效能方面均起到一定的积极作用。     

信息动态

显性负效应(dominant negative,DN)是一种生物体内普遍存在的负调节现象.有DN效应的分子可以是蛋白质,也可以是核酸;可由突变产生,也可自然存在.DN效应涉及配体、受体、转录因子、结构蛋白、酶、信号通路蛋白、离子通道等多种功能蛋白,并包括微卫星DNA扩增与蛋白质错误折叠等比较特殊的现象.DN效应与多种疾病的发病机制密切相关.本文将就DN效应的作用机制、来源、对机体的影响等方面结合实例进行综述.     

OsBTF3过表达转基因水稻株系的创制及其分子鉴定

本研究旨在创制OsBTF3过表达转基因水稻株系,为验证OsBTF3基因在水稻抗性和生长发育中的功能、评价其在水稻农艺性状遗传改良中的应用价值提供试验材料。通过基因过表达载体构建、水稻愈伤组织诱导、农杆菌介导愈伤组织转化、植株再生、潮霉素抗性(Hyg^R)筛选及PCR验证、基因过表达RT-Q-PCR检测等方法,成功地获得了97个T₀代和20个T₁代过表达转基因株系,并分别得到分子验证。与野生型对照株相比,5个T₁代过表达株系中的OsBTF3基因表达水平显著提高,平均高达3.58倍。因此,由组成型表达的35S启动子驱动的OsBTF3基因在转基因水稻株系中成功地得到了增量表达,并对水稻生长发育、抗病性和抗逆性具有调控作用。     

丝状真菌瑞氏木霉生产重组蛋白的分子生物学研究进展

瑞氏木霉是自然界中普遍存在并有重要经济意义的一种丝状真菌,作为工业生产菌株生产多种水解酶类已有多年历史。本文报道了用基因工程手段对瑞氏木霉进行遗传改造,构造具新性状的重组菌株,用以过量产生同源和异源蛋白类物质的分子生物学研究进展。包括利用ＣＢＨＩ基因的强启动子在瑞氏木霉中过量表达瑞氏木霉内切葡聚糖酶、小牛凝乳蛋白酶、人抗体片段、哈茨木霉几丁质酶、Ｈｏｒｍｏｃｏｎｉｓｒｅｓｉｎａｅ葡萄糖淀粉酶等同源和异源蛋白以及利用在葡萄糖上强表达的启动子生产纤维素酶等遗传工程进展情况。     

缺硼对大豆根瘤结构和功能的影响

在营养液培养条件下以普通结结瘤大豆Ｂｒａｇｇｃｖ．「Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ（Ｌ．）Ｍｅｒｒ」及其超结瘤突变体ｎｔｓ３８２为实验材料,运用光学显微方法研究了硼对大豆根瘤结构的影响,并测定了根瘤固氮酶活性结果表明,缺硼使根瘤结构受到严重破坏,并使固氮酶活性显著下降,缺硼使根瘤结构受到破坏是导致固氮酶活性下降的可能原因。     

ω-3多聚不饱和脂肪酸脱氢酶的真核表达及鉴定

目的：构建ω-3多聚不饱和脂肪酸脱氢酶真核表达载体,并在293T细胞（人胚肾细胞）中实现表达。方法：通过RT-PCR法扩增得到ω-3多聚不饱和脂肪酸脱氢酶基因fat1,构建重组真核表达载体pCMV－Myc－fat1,用脂质体法转染293T细胞,Western Blot检测fat1的表达,并用间接免疫荧光（IFA）确定其在293T细胞中的定位情况。结果：构建真核表达质粒pCMV－Myc－fat1,转染293T细胞后,可检测到细胞内有fat1的表达并确定其在细胞中的位置。结论：成功构建真核表达质粒pCMV－Myc－fat1,可检测出细胞内有fat1的表达并确定其在细胞膜和细胞质内均有表达,为进行fat1的功能研究奠定了基础。     

酿酒酵母发酵与自然发酵过程中霍山石斛酵素的代谢物及抗氧化变化*

为实现霍山石斛的全质利用和高值化利用,以接种酿酒酵母发酵与自然发酵两种工艺制备霍山石斛酵素,研究不同工艺发酵过程中代谢物(有机酸、总酚、总糖等)和抗氧化活性(OH·清除率、ABTS·清除率、还原力)的变化趋势,并结合多元统计分析,建立综合评价指标。结果表明,酿酒酵母发酵组的酵母菌数量高于自然发酵组;自然发酵组检测到的4种有机酸的含量均高于酿酒酵母发酵组,其中乳酸和乙酸含量均呈上升趋势;酿酒酵母发酵组的草酸含量明显下降,而自然发酵组的草酸含量没有明显变化。酿酒酵母发酵组与自然发酵组的总酚含量分别下降了24.02%、24.98%;总糖含量分别下降了64.21%、22.89%;pH值分别下降了0.12和0.24,总酸含量分别增加了62.98%、70.98%;糖酸比分别降低了80.13%、59.47%,酿酒酵母生产的酵素口感以酸甜为主,自然发酵的酵素口感以甜为主。在抗氧化方面,酿酒酵母发酵组显著高于自然发酵组,OH·清除能力分别提高了42.57%和40.67%;ABTS·清除能力分别提高了55.36%和30.06%;还原力无显著变化。相关性分析和主成分分析结果表明乳酸、乙酸等有机酸具有一定的抗氧化性。酵母菌发酵第 14 d的综合评价指标达到阶段高点,酵母菌生长数量在14 d后趋于稳定,进入生长稳定期,可作为最佳发酵节点。综上结果表明酿酒酵母发酵相较于自然发酵霍山石斛提高了抗氧化活性,丰富了酵素口感,缩短了发酵时间,酵素品质较好。