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创建酿酒酵母细胞工厂发酵生产视黄醇
编辑人员丨2周前
视黄醇是维生素A的主要活性形式之一,对于机体的生长发育、眼部和皮肤功能维持至关重要,被广泛应用于化妆品、医药和饲料添加领域.动物体内不具备完整的维生素A合成途径,但可通过膳食直接摄入或将膳食中获得的β-胡萝卜素转化获得.为了推进视黄醇的生物法合成研究,首先以β-胡萝卜素合成平台CAR?1 为基础,筛选了 3 种不同来源的醇脱氢酶,确定了大肠杆菌来源的ybbO具有最高的催化活性,转化率可达 95.6%.为了进一步提高反应速率和产量,采用蛋白质融合技术将视黄醇合成模块中 2 个相邻酶blh和ybbO进行融合后,在高产β-胡萝卜素工程菌株CAR?3 中进行评估,获得了最优组合blh-GGGS-ybbO,其产量较融合前提高了 44.9%,达到(111.1±3.5)mg·L-1.进一步工作中,通过引入人源的视黄醇结合蛋白(RBP4)以及转甲状腺素蛋白(TTR),在酿酒酵母中模拟了人体肝脏细胞分泌视黄醇的过程,视黄醇产量增加至(158.0±13.1)mg·L-1.最后,采用过表达INO2 扩张β-胡萝卜素合成途径反应区室,提高血红蛋白VHb表达量以增强氧气的供给,强化PDR3m表达促进视黄醇的转运和开发 2 个阶段发酵工艺等方法,在 5 L发酵罐中成功将视黄醇的产量提升至(2 320.0±26.0)mg·L-1,为视黄醇产业化发展提供了重要基础.
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编辑人员丨2周前
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微藻破囊壶菌产功能性脂肪酸DHA研究进展
编辑人员丨2024/7/13
二十二碳六烯酸(DHA)作为人体必需的多不饱和脂肪酸,在维护心血管健康、抗癌、支持视觉和脑功能等方面至关重要.传统的深海鱼油提取DHA方法存在鱼腥味重、工艺繁琐等问题,迫使研究者寻求更为高效、环保的替代方案.破囊壶菌(Thraustochytrids)凭借其生长迅速、低重金属污染以及高DHA含量的特性,成为工业化生产DHA的潜力微生物之一.当前在破囊壶菌发酵生产DHA的过程中,依然需要解决一系列关键问题,包括提高发酵产量、降低成本等.本文旨在全面阐述破囊壶菌发酵生产DHA的研究现状,包括菌株筛选与改良、DHA生物合成途径、遗传转化及代谢工程、发酵控制策略等方面.首先,总结归纳了对野生型菌株的自然筛选和诱变改良等方法,不断提高破囊壶菌中DHA产油量.其次,详细介绍了破囊壶菌DHA合成途径的研究进展,着重分析了生物合成途径中关键辅助因子在DHA生产中的作用.此外,概述了外源DNA传递到破囊壶菌细胞的遗传转化技术的应用现状,为提高其遗传转化效率和稳定性提供重要参考.在DHA代谢调控方面,探讨了氮限制对DHA合成的促进作用以及温度和氧气供应对生产效率的影响.最后,对利用破囊壶菌生产DHA存在的主要瓶颈问题和未来发展趋势进行了总结,以推动其在医药、保健品和食品等领域的广泛应用,实现工业规模下的高效生产.
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编辑人员丨2024/7/13
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《医学衷中参西录》药物炮制撷英
编辑人员丨2024/6/8
张锡纯《医学衷中参西录》中有关药物炮制的内容非常丰富,在药物的净制方面,主要有麻黄去节、桂枝去皮、蜈蚣去头、竹茹的入药部位等;在药物的切制方面,主要有茯苓切片、用隔纸焙代替植物叶片使乳香、没药去油、五味子捣碎、石类药物轧细等;在矿物药炮制方面,主要有石膏、代赭石、赤石脂均宜用生品不需煅制,朱砂人工合成者不宜入药,并列举了玄明粉与黑锡丹的制作方法;动物药的炮制方面,龙骨、牡蛎、石决明、水蛭、全蝎均主张用生品,并列举了血余炭的制作方法;毒性药物的炮制方面,主要有鸦胆子不可使皮破并宜装入龙眼肉中吞服,市售半夏要漂去矾味并阐述了制作半夏的方法,拟定了马钱子新的减毒增效炮制方法;药物炒炭方面,除血余炭外,鲜用炒炭药物;药物发酵方面,认为麦芽虽为脾胃之药,而实善舒肝气;酒曲调气破癥的作用较神曲强,但是神曲性更平和,更适于健胃消食.
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编辑人员丨2024/6/8
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调控大肠杆菌胞内ATP和NADH水平促进琥珀酸生产
编辑人员丨2024/3/30
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 1 000 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.
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编辑人员丨2024/3/30
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碳一气体生物转化中的产乙酸菌改造与发酵工艺优化
编辑人员丨2024/3/30
当前的线性经济发展模式依赖化石能源且增加二氧化碳的排放,加剧全球变暖和环境污染.因此,亟需开发碳捕获和利用的技术,建立循环经济.利用产乙酸菌进行碳一气体(一氧化碳和二氧化碳)转化是一项前景广阔的技术,具有较高的碳源灵活性和产物选择性,能够合成多种化学品和燃料.本文聚焦产乙酸菌在碳一气体转化过程中的生理代谢机制、遗传和代谢工程改造、发酵工艺优化以及提升碳原子经济性等方面的研究进展,以期为产乙酸菌气体发酵的工业规模放大及"负碳"生产提供参考.
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编辑人员丨2024/3/30
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一碳气体利用微生物及其基因工程改造
编辑人员丨2024/3/30
一碳气体主要包括CO、CO2 和CH4 等,这些气体来源于陆地生物活动、工业废气以及气化合成气等,其中CO2与CH4是温室气体,对全球气候变化有着重要的影响.利用微生物进行一碳气体生物转化既可以解决废气排放的问题,又能生产燃料及多种化学品.近年来,运用CRISPR/Cas9 等基因编辑技术对一碳气体利用微生物进行改造,是提高它们的产物得率、增加产物类型的重要途径.本文主要围绕甲烷营养菌、自养乙酸菌、一氧化碳营养菌等一碳气体利用微生物,综述了其生物学特性、好氧和厌氧代谢途径、代谢产物,以及常用的基因编辑技术(利用同源重组的基因中断技术、二类内含子 ClosTron 法、CRISPR/Cas 基因编辑及以噬菌体重组酶介导的DNA大片段引入等)在它们中的应用,为后续相关研究提供参考.
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编辑人员丨2024/3/30
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蜜环菌属真菌CPCC 400891中倍半萜合成酶多样性与功能研究
编辑人员丨2023/11/25
本论文以蜜环菌属(Armillaria mellea)真菌CPCC 400891为研究对象,基因组挖掘分析发现该菌株基因组中含有18个倍半萜合成酶编码基因,但其功能却鲜有报道.采用色氨酸营养缺陷型表达载体pYET,并以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)BJ5464为宿主菌分别表达蜜环菌来源的18个倍半萜合成酶编码基因(Arm_STS1-Arm_STS16).结合气相色谱—质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)分析平台,对构建的重组菌(BJ-Arm_STS1-BJ-Arm_STS16)发酵产物进行采集分析.结果显示,蜜环菌CPCC 400891来源的12个倍半萜合成酶归属于新的类群:亚家族Ⅳ.同时,10个倍半萜合成酶在酿酒酵母中确定表达.根据美国国家标准与技术研究院(NIST)的标准参考数据库(https://webbook.nist.gov/)检索比对,共鉴定17个倍半萜(醇)分子,包括α-雪松烯、β-雪松烯、罗汉柏烯、杜松萜烯、β-花柏烯和毕橙茄醇等.GC-MS检测分析发现,亚家族Ⅳ类群倍半萜合成酶均能合成多个(种)倍半萜分子.综上所述,本研究为后续改造并优化特定倍半萜合成酶,从而为深入开展STSs的催化机制研究奠定基础,也为从蘑菇类大型真菌中发现更多新颖的倍半萜合成酶提供依据和思考.
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编辑人员丨2023/11/25
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中国白酒发酵过程中的核心微生物群及其与环境因子的关系
编辑人员丨2023/8/6
[目的]揭示白酒酿造过程复杂微生物群落中的核心微生物群(core microbiota),定量分析核心微生物群的环境调控因素.[方法]通过高通量测序揭示发酵过程中的微生物群落结构,使用气相色谱-质谱联仪(GC-MS)测定发酵过程中的挥发性化合物.采用微生物群落与挥发性化合物轮廓关联分析获得风味代谢的功能微生物群(functional microbiota);通过微生物共现性网络分析,获得群落组成中的共现微生物群(co-occurring microbiota),两类微生物群的集合即为白酒酿造的核心微生物群.利用冗余分析(redundancy analysis)和蒙特卡洛置换检验(Monte Carlo permutation test)研究每个环境因素对该核心微生物群的影响.[结果]白酒发酵过程中的核心微生物群主要包含10个属,分别是Lactobacillus、Saccharomyces、Candida、Rhizopus、Saccharomycopsi、Pichia、Dipodascus、Bacillus、ThermoascuS和Lactococcus.冗余分析和蒙特卡洛置换检验表明,化学因素(还原糖和乙醇)对核心微生物群的变化比物理因素(水分、温度和酸度)具有更加重要的影响作用,此外物理-化学因素的相互作用对核心微生物群的驱动也有很大的影响.[结论]本研究揭示了白酒发酵过程中的微生物群落组成和代谢物轮廓的变化规律及其二者之间的相关关系,确立了发酵过程中的核心微生物群并量化了影响核心微生物群变化的环境因素,为实现合成微生物组生产白酒及其定向调控奠定理论基础.
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编辑人员丨2023/8/6
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控氧发酵对干酪乳杆菌合成苯乳酸的影响
编辑人员丨2023/8/6
在静置、搅拌及通气搅拌3种不同控氧条件下,分别用干酪乳杆菌Lactobacillus casei B3发酵及全细胞转化合成了苯乳酸,考察菌体生长、葡萄糖消耗及其发酵与转化合成苯乳酸的规律.结果表明:在转速100 r/min的搅拌条件下,L.casei B3发酵合成苯乳酸的浓度比静置发酵条件下提高了41.4%;但在空气流量2 L/min及转速100 r/min的通气搅拌下,发酵合成苯乳酸的浓度较静置发酵时下降了60.3%;以8 g/L苯丙酮酸为底物,以相应静置、搅拌及通气搅拌条件下所得的菌体为全细胞催化剂转化合成苯乳酸,其摩尔转化率分别为67.2%、62.7%和35.9%.此结果说明:适度的搅拌促进了发酵过程的底物和产物传质,但充足或过量供氧会影响细胞内的转化合成酶系,不利于苯乳酸的全细胞转化合成.
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编辑人员丨2023/8/6
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2M3P灵菌红素对植物病原菌的抑制作用及其机制
编辑人员丨2023/8/6
本研究以从中国新疆塔尔巴哈台山上的有毒植物——块根芍药(Paeonia anomala)中分选获得一株产红色素的植物内生菌Serratia marcescens XJU-PA-6为研究对象,首先通过琼脂扩散法将Serratia marcescens XJU-PA-6的发酵获得的色素粗提物分别和11种常见作物病原真菌进行拮抗实验,结果表明,色素粗提物对黄瓜枯萎病菌、番茄灰霉病菌、油菜菌核病菌、棉花黄萎病菌、西瓜枯萎病菌和苹果斑点落叶病菌均有较强的抑菌作用,其中对苹果斑点落叶病菌的抑菌作用为最稳定;然后,采用紫外光谱、核磁共振氢谱碳谱分析及GC分析确认XJU-PA-6所产生的红色素为2-甲基-3-戊基灵菌红素(2M3PPG);最后结合扫描电镜、透射电镜和气质联用技术,通过分析发现,2M3PPG可通过抑制苹果斑点落叶病菌中14-α-去甲基化酶活性,来抑制真菌细胞膜上重要成分——麦角固醇的生物合成,从而造成真菌细胞膜中甾醇含量的降低,进而造成细胞膜结构和功能消失,最终导致真菌死亡.本研究结果初步证明,2M3PPG在生物农药方面具有较好地应用潜力.
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编辑人员丨2023/8/6
