大肠杆菌高效合成L-苯甘氨酸的研究进展

自然界存在着多种氨基酸,除用于蛋白质合成的20种外,大量用于合成具有生物活性的物质,广泛应用于食品、医药等多个领域。其中,非天然芳香族氨基酸L-苯甘氨酸作为一种重要的组成单元广泛的应用于盘尼西林、维吉霉素S、原始霉素I等β-内酰胺类抗生素的生物合成当中。目前L-苯甘氨酸主要通过化学法合成,但该方法合成收率低、污染大,且不易得到单一手性的化合物。由于生物合成L-苯甘氨酸具有反应条件温和、产物立体选择性好的优势,因此受到了广泛的关注。通过对L-苯甘氨酸两条生物合成途径的解析,合成所需相关酶的筛选及辅因子平衡再生等,逐步形成了以苯乙酮酸、扁桃酸和L-苯丙氨酸为底物的合成线路。主要对L-苯甘氨酸的生物合成途径及生物合成策略展开综述,为研究者提供优化方向,以期为高效工业化生物合成L-苯甘氨酸提供理论参考。     

大肠杆菌ppsA基因的克隆表达

L-苯丙氨酸是人体内8种必需氨基酸之一,是医药大输液的基本成分.苯丙氨酸和门冬氨酸组成的二肽甲酯是一种新型甜味剂,市场需求正在不断增长,因此构建高产酸的苯丙氨酸基因工程菌已成为形势所趋.苯丙氨酸工程菌的构建是基于芳香族氨基酸的生化合成途径进行的,包括单基因表达工程菌和多基因表达工程菌.单基因表达主要集中在芳香族转氨酶tyrB基因上,国内外有不少报道[1～3],苯丙酮酸转化为苯丙氨酸的转化率约为91%.在多基因表达方面,Ikeda等[4]克隆了3个芳香族氨基酸合成的有关基因,并进行多基因表达,苯丙氨酸产量为28g/L.磷酸烯醇式丙酮酸(P…     

一菌双酶法制备L-4-氟苯丙氨酸

利用重组E．coli产天冬氨酸酶和天冬氨酸转氨酶催化生产L-4-氧苯丙氨酸的工艺。实验结果表明最佳转化条件为-37℃,pH值4．5—8．5,菌体与酮酸的质量浓度比为1.5,CTAB的质量分数为0．04％,酮酸的质量浓度11．28g／L,富马酸铵与酮酸的摩尔比为3．0：1．0,添加1mmol／L的Fe^2＋,L-天冬氨酸与酮酸的摩尔比为0．4：1。在最适条件下,经过14h酶转化反应达到平衡,酮酸转化率可达到95％以上,L-4-氟苯丙氨酸得率也可达到80％以上。此法原料简单易得,为L-4-氟苯丙氨酸的制备提供了一种新方法：     

大肠杆菌芳香族氨基酸代谢工程研究进展

芳香族氨基酸包括L-苯丙氨酸(L-Phe)、L-酪氨酸(L-Tyr)和L-色氨酸(L-Trp),是生物体内非常重要的必需氨基酸,具有重要的生物学功能,广泛应用于医药、食品和饲料等领域。本文中,笔者介绍了芳香族氨基酸的生物合成途径以及代谢调控,综述了构建大肠杆菌芳香族氨基酸生产菌株的代谢工程策略。针对现阶段工业化生产芳香族氨基酸存在的问题,笔者对进一步应用代谢工程策略改造芳香族氨基酸菌株进行了展望。     

一种来源于Burkholderia phytofirmans PsJN的ω-转氨酶的表达纯化及性质分析

ω-转氨酶(ω-transaminase)可以通过手性拆分和不对称合成的催化反应来获得光学纯的手性胺类化合物和非天然氨基酸,在医药中间体合成中是一种重要的生物催化剂。采用基因挖掘技术,在基因组数据库中获得一个来自伯克氏菌Burkholderia phytofirmans Ps JN的ω-转氨酶基因(hbp),将该基因在大肠杆菌BL21(DE3)中克隆、表达,利用镍柱亲和层析将该酶(HBP)进行纯化并研究了其酶学性质和底物谱。结果表明,以β-苯丙氨酸(β-Phe)为氨基供体、丙酮酸为氨基受体,HBP具有较高的活力(33.80 U/mg)和立体选择性;其最适温度为40℃左右,最适p H在8.0–8.5之间。研究过程中,建立了一种简便快捷的紫外吸收法来检测β-Phe的脱氨反应,证明了该反应的热力学平衡性质。底物谱研究表明HBP可以以β-Phe及其衍生物为氨基供体。结果表明HBP能够有效地手性拆分rac-β-Phe及其衍生物,转化率在50%左右,ee99%。     

芳香族氨基酸羟化酶家族结构与催化功能

芳香族氨基酸羟化酶(AAAH）家族是一类单加氢酶,包括苯丙氨酸羟化酶(PAH)、酪氨酸羟化酶(TH)和色氨酸羟化酶(TPH). 在辅因子四氢生物蝶呤、铁原子及氧存在下,分别催化苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的羟化反应. 多种疾病如苯丙酮尿症、帕金森氏病以及神经相关疾病的发病机制均与这类酶有关. 本文综述近年来对芳香族氨基酸羟化酶家族蛋白结构功能、底物特异性、催化机制等方面的研究进展,为该类酶的定向进化及功能应用提供新思路.     

内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶不对称合成非天然手性D-氨基酸的研究进展

内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶不对称合成非天然的手性D-氨基酸是目前生物催化领域的研究热点。内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶具有优良的立体选择性,利用其进行酶催化不对称合成光学纯的手性D-氨基酸,被广泛用于医药、食品、化妆品、精细化学品等领域。为了促进生物催化法在合成手性D-氨基酸方向的进一步发展,本文对内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶催化合成D-氨基酸的现状进行了综述。重点介绍了Corynebacterium glutamicum、Ureibacillus thermosphaericus、Symbiobacterium thermophilum来源的内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶在新酶的挖掘、催化性能、晶体结构解析、分子改造、功能与催化机制、合成D-氨基酸新途径等方面的研究进展,并对内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶的未来研究方向及策略进行了展望。本综述将进一步加深人们对内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶的认识,也为具有挑战性的生物合成任务提供信息借鉴。     

从专利角度分析ω-转氨酶在我国手性胺生物合成应用中的研究进展

转氨酶能够催化氨基在氨基酸、烷胺、芳香胺等多种氨基化合物和醛、酮、酮酸等羰基化合物之间的可逆转移。由于其底物范围广、立体选择性高、催化条件温和等特点,ω-转氨酶已在手性胺绿色生物合成中展现了巨大应用前景。开发高效、特异、环保且具有自主知识产权的手性胺合成应用技术,对我国医药、农药、材料产业的发展具有重要意义。本文从应用技术角度,对近10年来我国机构报道的ω-转氨酶相关中国专利进行了系统分析,重点从ω-转氨酶资源开发、酶性能的蛋白工程改造、在手性胺合成中的应用现状、催化转化技术工艺4个方面对我国ω-转氨酶在手性胺生物合成领域的研究进展进行阐述,以期为ω-转氨酶基础理论的深入研究和相关应用技术的推广提供参考。     

酪氨酸流加方式对重组大肠杆菌发酵生产L-苯丙氨酸的影响

研究了流加浓度对酪氨酸重组大肠杆菌Escherichia coli BR-165(pAP-B03)发酵生产L-苯丙氨酸的影响.结果表明,诱导后L-酪氨酸流加加速了菌体的生长,提高了生产强度,缩短了发酵周期.在流加浓度为75 mg/h时,最大菌体干重达到了40.13 g/L(对照11.48 g/L),生产周期缩短到30 h(对照48 h),生产强度达到1.409 g/h/L(对照0.876 g/h/L).但是L-酪氨酸的流加对L-苯丙氨酸的最终产量没有明显的影响,因此可认为流加酪氨酸是减少发酵时间并提高生产强度的有效方法.本研究获得的酪氨酸流加方式对L-苯丙氨酸的工业化生产具有一定的指导意义.     

芳香族氨基酸生物合成和苯丙氨酸发酵

<正> 苯丙氨酸(Phemylalanine,Phe)、酪氨酸(Tyrosine,Tyr)和色氨酸(Tyrptophan,Trp),即所谓芳香族氨基酸(aromatic amino acid),不仅本身结构较谷氨酸复杂(表1),而且合成机制亦较多采,特别是其用途的日益广泛,也使人们开始注意其生产技术。大家都知道,苯丙氨酸和色氨酸是人体必需氨基酸,酪氨酸可由苯丙氨酸转换、而提供人体。芳香族     

Selection with two alleles and complete dominance

For a plant selection model with frequency-independent viabilities, fertilities and selfing rates, it is shown that apart from global fixation, for certain parameter combinations a protected polymorphism and facultative fixation (either allele may become fixed according to initial frequencies) may both occur. Facultative fixation requires different selling rates for the dominant and recessive type. Protection of the polymorphism requires resource allocation for male and female function. In this connection the problem of purely genetically caused population extinction is discussed.
For general frequency dependence and regular segregation, the chances for establishment of a completely recessive gene are compared to those of a completely dominant gene. It is proven that the process of establishment of the recessive gene, despite a fitness advantage, may be considerably endangered by drift effects if random mating prevails. The recessive gene may reach the same effectivity in establishment as a dominant gene, only if the recessive homozygote mates exclusively with its own type during the period of establishment.     

杆状病毒出芽病毒粒子膜融合蛋白的研究进展

杆状病毒是一类感染节肢动物的病原微生物,其基因组为双链环状DNA,大小为80～180kb.     

Inception of the Modern Public Health System in China and Perspectives for Effective Control of Emerging Infectious Diseases: In Commemoration of the 140th Anniversary of the Birth of the Plague Fighter Dr. Wu Lien-Teh

In this article, we systematically review Dr. Wu Lien-Teh's academic achievements and outstanding contributions in the prevention and control of the plague epidemic in northeast China and introduce the development of the earliest public health epidemic prevention system in China in order to commemorate the 140th anniversary of Dr. Wu Lien-Teh's birth. We hope that this article will provide insights into the effective prevention and control of emerging infectious diseases as well as the current worldwide pandemic of COVID-19, facilitating the improvement and development of public health systems in China and around the globe.