丁酸梭菌及产丁酸代谢改造

丁酸梭菌(Clostridium butyricum)是一种专性厌氧菌,可通过多基因过表达、同源重组、基于非复制型质粒和非复制型质粒的同源重组等多种遗传操作方式对其进行改造。丁酸是丁酸梭菌发酵的产物之一,丁酸用途广泛,用于饲料添加剂,可提高动物抵抗力,减少抗生素的使用。用丁酸梭菌发酵产丁酸,其产量仍然较低,不利于工业化生产,有必要通过代谢工程对丁酸梭菌产丁酸的途径进行优化。对丁酸梭菌的主要代谢途径、遗传操作体系及丁酸合成途径的优化等研究进展进行了综述。在此基础上,对丁酸梭菌进一步改造的思路和想法进行了展望。     

微生物1,3-1,4-β-葡聚糖酶蛋白质改造及工业应用研究进展

1,3-1,4-β-葡聚糖酶(E.C.3.2.1.73)是一种重要的工业用酶,其可以通过特异性切割毗邻β-1,3-糖苷键的β-1,4-糖苷键将β-葡聚糖或地衣多糖降解为纤维三糖和纤维四糖。微生物β-葡聚糖酶属于糖苷水解酶家族16,其三维结构为卷心蛋糕状的逆向β-片层结构。文中综述了近些年来β-葡聚糖酶在工业上的应用情况及酶蛋白质工程改造的研究进展,并对其研究前景进行了展望。     

恩拉霉素生产菌株的遗传改造

【目的】提高杀真菌素链霉菌发酵生产恩拉霉素的产量。【方法】利用定点突变技术,对恩拉霉素生产菌株杀真菌素链霉菌F1中影响细胞次级代谢及抗生素合成的核糖体S12蛋白的编码基因rps L进行改造,将第43位的赖氨酸(Lys)分别替换为天冬酰胺(Asn)和精氨酸(Arg),并对改造菌株L-M1(Asn43)和L-M2(Arg43)的生长特性、抗生素合成以及摇瓶发酵性能进行研究。【结果】与野生型菌株相比,改造菌株的生长特性及生理生化特性均发生了明显的改变:产孢周期明显缩短,野生型菌株在MS培养基中,28°C下需要培养5-7 d后才能产生孢子,而在相同条件下,改造菌株3 d后就能产生大量的孢子;恩拉霉素产量相对提高,摇瓶发酵条件下,改造菌株L-M1(Asn43)和L-M2(Arg43)的恩拉霉素产量分别可达到1 334 U/m L和1 456 U/m L,与野生型菌株F1相比分别提高了11.9%和22.1%。【结论】通过遗传改造,恩拉霉素的产量得到了提高,为其他位点的遗传改造提供了可行性。     

CRISPR-Cas核酸酶及其人工改造变体和单碱基编辑器在植物中的应用

规律间隔成簇短回文重复序列(CRISPR)-CRISPR相关蛋白(Cas)和单碱基编辑器是植物基因编辑的基本工具。来自酿脓链球菌的Cas9(SpCas9)可以识别NGG前间区序列邻近基序(PAM),是一种广泛应用于活细胞基因组编辑的核酸酶。Cas12a核酸酶最近也在多种植物中实现了靶向识别富含T的PAM序列。     

石杉碱甲结构改造的研究进展

石杉碱甲是高效、高选择性的可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂,是治疗早老性痴呆症的一个有前景的药物.本文概述了石杉碱甲的性质、结构和构效关系,从结构简化、C10、吡啶酮环、脂桥环、环外双键和桥头氨基等方面综述了石杉碱甲结构改造的研究进展,并描述了所得的新型石杉碱甲类似物的抗乙酰胆碱酯酶的生物活性.在已合成的大量的石杉碱甲类似物中,部分类似物的活性优于天然石杉碱甲,石杉碱甲结构改造的研究取得了可喜的进展.     

厦门城市生态林改造树种评价选择的研究

对厦门市本岛马尾松生态林实施林相改造,选择44种阔叶树在林下套种,调查分析不同树种的适应性、生长特点和抗逆性.结果表明,木荷等15种树种适应性较强,尾巨桉等7种树种的生长性状良好;结合不同树种的景观效果、美学特性等方面进行综合评价,选出适宜林相改造的11种骨干树种为枫香、木荷、大叶榕、马占相思、天竺桂、小叶榕、山杜英、红锥、樟树、尾巨桉、杨梅等.     

高山被孢霉产花生四烯酸及其遗传改造的研究进展

花生四烯酸作为一种重要的多价不饱和脂肪酸,因其具有多种生理功能而被认为是潜在的食品添加剂和药物。近年来,利用高山被孢霉合成花生四烯酸已成为研究热点。前期相关研究主要集中在菌种选育及发酵调控方面。随着研究的不断深入,关于高山被孢霉合成花生四烯酸的代谢途径的研究取得了较大进展。以下简要概述前期工作进展,着重论述花生四烯酸合成途径的关键酶及其高山被孢霉的遗传改造的研究情况,包括生物合成花生四烯酸代谢途径、关键酶及其应用、高山被孢霉的遗传操作系统的构建以及遗传改造的应用,并对其研究前景进行了展望。     

近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响

近自然化改造作为森林新增碳汇的最有希望的选择之一,将如何通过改变林分结构影响林分生物量和生产力进而影响林分固碳能力和潜力目前尚不清楚,因此,了解近自然化改造对人工林生物量及其分配的影响,对人工林生态系统碳管理具有重要意义。以马尾松近自然化改造林(P(CN))、马尾松未改造纯林(P(CK))、杉木近自然改造林(C(CN))和杉木未改造纯林(C(CK))4种人工林为研究对象,采用样方调查和生物量实测的方法,分析4种林分生物量差异,旨在揭示近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响。结果表明:马尾松杉木人工林近自然化改造通过调整林分结构显著提升马尾松和杉木人工林生物量和生产力,8a后马尾松和杉木林分生物量分别增加46.71%和37.24%。乔木层生物量在林分生物量总量中占主导地位(95.48%-98.82%),并对林分生态系统总生物量变化起决定性作用。林分生物量和生产力的增加主要因为近自然化改造改变了林分群落结构,进而提高了乔木层生产力。研究结果表明,合理的经营措施不仅可以改善林分结构,提升林分生产力,并可为增强植被固碳能力创造有利条件。     

合成生物制造2022

本文对2022年《生物工程学报》发表的与合成生物制造相关的综述和研究论文进行了评述,重点讨论了DNA测序、DNA合成、DNA编辑、基因表达调控和数学细胞模型等底层技术,酶的设计、改造和应用技术,化学品生物催化、氨基酸及其衍生物、有机酸、天然化合物、抗生素与活性肽、功能多糖、功能蛋白质等重要产品的生物制造技术,一碳化合物和生物质原料利用技术以及合成微生物组技术,以帮助读者从一个侧面了解合成生物制造相关技术和产业的发展情况。