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系统代谢工程重构大肠杆菌合成路径生产L-苯丙氨酸
1
作者 张颖 杨凤玉 +2 位作者 廖雅芯 饶志明 徐美娟 《食品与发酵工业》 北大核心 2026年第7期9-18,I0001-I0003,共13页
L-苯丙氨酸作为重要的食品与医药中间体,其生物合成效率的提升对产业发展具有重要意义。该研究以大肠杆菌(Escherichia coli)W3110为底盘菌株,通过系统性代谢工程改造L-苯丙氨酸的生物合成路径。首先通过敲除lacI和tyrR调控基因解除代... L-苯丙氨酸作为重要的食品与医药中间体,其生物合成效率的提升对产业发展具有重要意义。该研究以大肠杆菌(Escherichia coli)W3110为底盘菌株,通过系统性代谢工程改造L-苯丙氨酸的生物合成路径。首先通过敲除lacI和tyrR调控基因解除代谢抑制,并过表达抗反馈抑制的aroG^(fbr)强化DAHP合成前体;随后失活csrA和poxB基因调控碳代谢流,实现生物量与底物利用效率的同步提升;接下来整合pheA^(fbr)、ilvE及芳香族合成路径关键基因(aroB/D/K/C),同时敲除竞争途径基因ydiB,构建优化的中心代谢网络;最终通过整合转运蛋白编码基因yddG,敲除aroP强化产物分泌能力,构建工程菌株M13。逆转录聚合酶链式反应(reverse transcription polymerase chain reaction,RT-PCR)分析量化了代谢改造后相关基因的mRNA丰度。在5 L发酵体系中,M13菌株经60 h分批补料发酵,L-苯丙氨酸产量达到62.7 g/L,糖酸转化率达22.3%。该研究揭示了代谢改造顺序对L-苯丙氨酸合成的作用机制,RT-PCR手段阐明了基因工程策略对代谢通路的调控效应,为突破L-苯丙氨酸生物合成瓶颈提供了数据支持,更为其他芳香族氨基酸及其衍生物的高产菌株开发提供参考。 展开更多
关键词 大肠杆菌 L-苯丙氨酸 路径改造 代谢改造 逆转录聚合酶链式反应
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高产β-甘露聚糖酶菌株的核糖体工程诱变选育
2
作者 徐砺瑜 赵潇 +2 位作者 沈妍彦 董悦涵 秦钢 《工业微生物》 2026年第1期172-175,共4页
为进一步提高β-甘露聚糖酶产量,文章测定了Prs过表达重组β-甘露聚糖酶生产菌株枯草芽孢杆菌M2对靶向核糖体11种抗生素的耐受谱。经产酶活性初筛,得到17株β-甘露聚糖酶活力较高的菌株。经发酵后测定发酵液酶活,复筛得到3株抗性突变株P... 为进一步提高β-甘露聚糖酶产量,文章测定了Prs过表达重组β-甘露聚糖酶生产菌株枯草芽孢杆菌M2对靶向核糖体11种抗生素的耐受谱。经产酶活性初筛,得到17株β-甘露聚糖酶活力较高的菌株。经发酵后测定发酵液酶活,复筛得到3株抗性突变株Par5、Gen17、Gen3,其酶活较原始菌株均提高约20%。1株抗性突变株Str25的发酵液酶活较原始菌株提高29.90%,酶产量达6516 U/mL。 展开更多
关键词 核糖体工程 耐受谱 Β-甘露聚糖酶
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超声辅助表面活性剂强化餐厨垃圾厌氧发酵产酸研究
3
作者 杨军 张津铭 +2 位作者 王书琛 李梓源 刘泽亚 《环境污染与防治》 北大核心 2026年第3期8-14,共7页
为提高餐厨垃圾(FW)厌氧发酵效率和经济效益,可将厌氧发酵终止于水解酸化阶段以收集中间产物挥发性脂肪酸(VFAs)。探究了利用超声(UP)辅助表面活性剂强化FW厌氧发酵产酸,并从微生物水平阐释了增强产酸的原因与机制。结果表明,经UP预处理... 为提高餐厨垃圾(FW)厌氧发酵效率和经济效益,可将厌氧发酵终止于水解酸化阶段以收集中间产物挥发性脂肪酸(VFAs)。探究了利用超声(UP)辅助表面活性剂强化FW厌氧发酵产酸,并从微生物水平阐释了增强产酸的原因与机制。结果表明,经UP预处理30 min的FW厌氧发酵8 d后溶解性化学需氧量(SCOD)质量浓度为13.1 g/L,较未进行UP预处理的实验组提高了1.1倍。采用3种表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、Triton X-100(TX-100)和甜菜碱)联合UP预处理强化FW厌氧发酵产酸,3种表面活性剂的最佳添加量均为5 g/L时,此时UP+甜菜碱、UP+AEO-9、UP+TX-100体系的FW厌氧发酵VFAs最大产量分别比未添加表面活性剂的空白组提高了40.6%、89.5%和132.3%,碳转换效率(CCE)分别提高7.6、16.1、23.9百分点。FW经UP预处理辅助表面活性剂强化处理后,微生物物种数量和多样性减少,但菌群结构逐渐转变为与VFAs生成相关的功能菌群,从而有利于VFAs的积累。 展开更多
关键词 餐厨垃圾 超声 表面活性剂 挥发性脂肪酸 碳转换效率
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产NMN转移酶工程菌高密度发酵研究
4
作者 李红梅 段琳琳 《工业微生物》 2026年第1期110-114,共5页
文章将含有烟酰胺单核苷酸腺苷酰转移酶(Nmnat)基因的重组大肠杆菌在5 L生物反应器中分批培养,以评估细胞生长情况和酶产量,系统考察包括生物量积累(OD600)和Nmnat活性在内的发酵参数,重点优化发酵策略和诱导时间。实验菌株在5 L生物反... 文章将含有烟酰胺单核苷酸腺苷酰转移酶(Nmnat)基因的重组大肠杆菌在5 L生物反应器中分批培养,以评估细胞生长情况和酶产量,系统考察包括生物量积累(OD600)和Nmnat活性在内的发酵参数,重点优化发酵策略和诱导时间。实验菌株在5 L生物反应器中分批发酵培养12 h,OD600达到最大值10.05,Nmnat活性峰值为16.77 U/mg,较摇瓶培养(9.36 U/mg)提高79.17%。补料策略的比较分析表明,恒速流加补料在细胞生长和Nmnat产量方面均优于DO-Stat补料方式。当诱导时间为10 h时,发酵达到最佳状态,获得最大OD600值(46.69)、最高Nmnat活性(21.95 U/mg)和总酶活(190.5 kU)。研究确定的5 L规模发酵参数,为潜在的工业化放大应用提供了重要参考。 展开更多
关键词 重组大肠杆菌 NMN转移酶 分批发酵 恒速流加补料
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乔川黄酒麦曲中产蛋白酶霉菌的分离筛选
5
作者 宋曦 姚龙龙 +1 位作者 刘琼琼 马转军 《农产品加工》 2026年第7期88-92,97,共6页
从乔川黄酒麦曲中分离产蛋白酶霉菌,对分离到的霉菌进行形态学观察、生理生化试验,对高产蛋白酶菌株进行了筛选、分子生物学鉴定及生长特性试验。共分离到7株霉菌,分别命名为M1,M2,M6,M7,M9,M12,M13,形态学鉴定为毛霉属。7株菌均产蛋白... 从乔川黄酒麦曲中分离产蛋白酶霉菌,对分离到的霉菌进行形态学观察、生理生化试验,对高产蛋白酶菌株进行了筛选、分子生物学鉴定及生长特性试验。共分离到7株霉菌,分别命名为M1,M2,M6,M7,M9,M12,M13,形态学鉴定为毛霉属。7株菌均产蛋白酶,产蛋白酶活力最高的菌株为M2和M7,分子生物学鉴定其分别为总状横梗霉属(Lichtheimia ramosa)、卷枝毛霉(Mucor circinelloides)。生长特性研究结果表明,M2和M7生长最适pH值为5.0,其他环境下其生长速度均会受到抑制;酒精耐受力研究结果表明,乙醇体积分数越高,M2和M7生长速度越低,乙醇体积分数大于3%时,其生长会受到显著抑制。 展开更多
关键词 麦曲 霉菌 分离 筛选 蛋白酶
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基于酶的天麻酚类活性成分转化机制及产酶菌株应用研究进展
6
作者 罗雅杰 周晓龙 邓飞越 《中国酿造》 北大核心 2026年第3期15-21,共7页
天麻作为传统名贵中药材,其主要酚类活性成分(天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷类)具有神经保护、抗炎、抗氧化等多种药理功能,但天然状态下存在生物利用度低等问题,深入研究天麻酚类活性成分的转化路径,推动其从传统药材向高稳定、高吸... 天麻作为传统名贵中药材,其主要酚类活性成分(天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷类)具有神经保护、抗炎、抗氧化等多种药理功能,但天然状态下存在生物利用度低等问题,深入研究天麻酚类活性成分的转化路径,推动其从传统药材向高稳定、高吸收、高适口的功能性食品转型,对天麻产业发展具有重要意义。该文总结了天麻主要酚类活性成分的功效与作用机制,梳理了主要酚类活性成分药效动力学特征,阐述了β-糖苷酶、酯酶对天麻酚类成分定向转化的调控机制,阐述了酶对主要酚类转化活性成分的转化路径及酶解机制,并总结了产β-糖苷酶、酯酶菌株的酶学特性与应用效果,以期为开发高附加值天麻功能性制品提供理论支撑与技术范式。 展开更多
关键词 天麻 酚类活性成分 微生物发酵 酶 产酶菌株 成分转化 应用
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代谢工程改造枯草芽孢杆菌高效生产维生素K_(2)
7
作者 郭凤鸣 朱启尧 +2 位作者 杜丽平 付刚 张大伟 《食品与发酵工业》 北大核心 2026年第5期1-9,共9页
七烯甲萘醌(menaquinone-7,MK-7)是维生素K_(2)的重要活性形式,在促进骨骼健康、预防心血管疾病和治疗神经退行性疾病方面具有广泛的应用前景。该研究选用枯草芽孢杆菌168(Bacillus subtilis 168)作为底盘菌株,采用多模块代谢工程策略... 七烯甲萘醌(menaquinone-7,MK-7)是维生素K_(2)的重要活性形式,在促进骨骼健康、预防心血管疾病和治疗神经退行性疾病方面具有广泛的应用前景。该研究选用枯草芽孢杆菌168(Bacillus subtilis 168)作为底盘菌株,采用多模块代谢工程策略系统优化MK-7的生物合成途径。首先,敲除竞争性分支代谢途径的关键基因,包括异分支酸-丙酮酸水解酶基因(dhbB)、芳香族氨基酸合成基因(trpE/aroH)和细菌磷酸酶转移系统(phosphotransferase system,PTS)中的葡萄糖转运蛋白基因(ptsG),以减少前体分流。随后,通过过表达NADH脱氢酶基因(ndh)和末端氧化酶基因(sdhCAB),增强电子传递链效率,促进电子传递。进一步,引入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的异源基因dxs,并过表达内源限速酶基因hepS,以提高甲基赤藓糖醇磷酸(methylerythritol 4-phosphate,MEP)途径的通量。最终,改造后的高产菌株S13在摇瓶发酵中MK-7产量达到(123.90±6.52)mg/L。在3 L发酵罐中进行放大验证后,产量进一步提升至242.38 mg/L,为MK-7的工业化微生物发酵生产奠定了基础。 展开更多
关键词 维生素K_(2) 七烯甲萘醌 枯草芽孢杆菌 代谢工程 生物合成
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裂解多糖单加氧酶的生物学机制及其在木质纤维素降解中的应用
8
作者 朱夏菁 孙宏 +3 位作者 周航海 王新 皮二旭 汤江武 《浙江农业学报》 北大核心 2026年第2期405-416,共12页
裂解多糖单加氧酶(LPMO)是一种氧化酶,其生化特性、在木质纤维素降解中的作用、蛋白质工程改造与优化,以及在工业生物技术中的应用受到广泛关注。木质纤维素因其复杂的结构与化学成分在天然条件下难以高效降解,其有效降解与转化已成为... 裂解多糖单加氧酶(LPMO)是一种氧化酶,其生化特性、在木质纤维素降解中的作用、蛋白质工程改造与优化,以及在工业生物技术中的应用受到广泛关注。木质纤维素因其复杂的结构与化学成分在天然条件下难以高效降解,其有效降解与转化已成为一项重要挑战。LPMO能够通过氧化作用切断多糖的结晶表面,协同糖苷水解酶高效降解木质纤维素,从而在秸秆等天然难降解生物质的转化中发挥重要作用。采用异源表达在其他宿主中生产LPMO是一种提升LPMO产量并推动其产业化的有效策略,当前已有诸多成功案例通过基因工程手段提升LPMO的稳定性、活性、底物特异性与催化效率。目前,LPMO已在植物抗病、食品工业与畜牧工业等工业生物技术领域展现出巨大的应用潜力。未来研究可进一步深入解析LPMO的催化降解机制,拓展其高效异源表达与蛋白质工程改造策略,以推动LPMO的工业化应用。 展开更多
关键词 裂解多糖单加氧酶 木质纤维素 蛋白质工程 生物质
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原生质体融合技术构建酿酒酵母-根霉融合菌株对乙醇代谢通路的影响
9
作者 钟科 晏铭泽 +5 位作者 阮莎 赵蕊 李俊俊 杨云娟 黄遵锡 唐湘华 《食品与发酵工业》 北大核心 2026年第6期97-104,共8页
该研究以酿酒酵母GY-1与根霉K1为亲本,利用原生质体融合技术选育高产乙醇菌株。通过1.5%(质量分数)蜗牛酶-纤维素酶-溶菌酶混合液酶解制备原生质体,经灭活处理后以聚乙二醇6000(polyethylene glycol-6000,PEG-6000)介导融合,筛选获得4... 该研究以酿酒酵母GY-1与根霉K1为亲本,利用原生质体融合技术选育高产乙醇菌株。通过1.5%(质量分数)蜗牛酶-纤维素酶-溶菌酶混合液酶解制备原生质体,经灭活处理后以聚乙二醇6000(polyethylene glycol-6000,PEG-6000)介导融合,筛选获得4株融合子(K1-1~K1-4)。发酵实验表明,K1-1、K1-2、K1-3的乙醇产量较亲本分别提高15.61%、8.96%、12.36%,其中K1-1性能最优。全基因组分析显示,K1-1的碳水化合物活性酶(carbohydrate-active enzymes,CAZymes)基因数量和种类较GY-1分别增加2.55%和0.37%,新增糖基转移酶GT76家族。根霉K1的CAZymes基因和种类远超酵母,凸显丝状真菌代谢复杂性。KEGG通路注释表明,GY-1与K1-1的代谢通路分布高度相似,分别为5453个和5466个基因;其中K1-1的碳水化合物代谢基因数较GY-1增加5个,强化葡萄糖摄取与乙醇发酵效率,适用于高糖工业场景;而GY-1的能量代谢基因数比K1-1多4个,更适合生物量积累;两菌株在基础代谢通路中高度保守,核心功能一致。亲本GY-1与融合子K1-1的乙醇代谢差异分析表明,GY-1氧化磷酸化基因数量(62个)显著高于K1-1(58个),基于巴斯德效应(氧化磷酸化抑制乙醇发酵),K1-1因电子传递链效率较低而NADH更多用于乙醇发酵,最终乙醇产量高于GY-1。根霉K1的代谢网络复杂性使其在酶制剂和次级代谢产物领域具有潜力。综上所述,融合子K1-1通过碳代谢优化实现乙醇生产效率提升,为工业发酵菌株设计提供了新方向。 展开更多
关键词 原生质体融合技术 高产乙醇 全基因组分析 氧化磷酸化
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原位产物分离技术在反式-2-癸烯酸发酵中的应用
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作者 苏禹铭 聂士昊 +3 位作者 李丕武 金欣雨 王瑞明 苏静 《微生物学通报》 北大核心 2026年第2期646-657,共12页
背景原位产物分离(in situ product removal,ISPR)技术通过实时移除发酵产物以缓解产物抑制效应,显著提升目标产物产率。反式-2-癸烯酸作为高附加值化学品,其发酵过程中易受产物积累产生的抑制效应影响。目的将ISPR技术应用于发酵体系... 背景原位产物分离(in situ product removal,ISPR)技术通过实时移除发酵产物以缓解产物抑制效应,显著提升目标产物产率。反式-2-癸烯酸作为高附加值化学品,其发酵过程中易受产物积累产生的抑制效应影响。目的将ISPR技术应用于发酵体系中反式-2-癸烯酸的分离提取,通过优化树脂筛选、吸附-解吸策略及装置设计,突破产物抑制瓶颈,提升底物转化率和产量。方法对比9种碱性阴离子树脂对反式-2-癸烯酸及底物癸酸的吸附性能,筛选最优树脂。构建基于蠕动泵与离子层析柱的原位分离系统,结合无水乙醇解吸工艺,设计了一个发酵-吸附-解吸的半连续装置。在10 L发酵罐中实施连续分离发酵,监测产物动态变化。结果D303树脂对反式-2-癸烯酸吸附量达276.5 mg/g,并且对癸酸吸附量最低为70.8 mg/g,兼具高效性与选择性。经121℃灭菌20 min后D303树脂对反式-2-癸烯酸的吸附量为261.2 mg/g,与未灭菌树脂相比仅下降3.79%,满足工业化要求。无水乙醇解吸2次可实现91.2%的解吸率。应用ISPR技术后反式-2-癸烯酸发酵144 h产量为2.195 g/L,与传统底物流加发酵产量的1.667 g/L和培养基补料发酵产量的1.883 g/L相比较,增幅分别达31.8%和16.6%。结论以树脂为介质的ISPR技术可缓解反式-2-癸烯酸的产物抑制,提升底物转化率和产量,通过工艺优化实现高效连续发酵。该技术为高附加值有机酸的工业化生产提供了创新解决方案,具有显著的工程应用价值。 展开更多
关键词 D303树脂 癸酸 气相色谱法 原位产物分离 发酵工艺优化
原文传递
碳源优化与代谢调控提高毕赤酵母中天然紫外防护化合物gadusol的产量
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作者 颜悦 钮成拓 +3 位作者 郑飞云 刘春凤 李崎 王金晶 《食品与发酵工业》 北大核心 2026年第2期320-329,共10页
gadusol是一种具有高效UVB吸收特性的天然紫外线防护剂,在绿色化妆品原料开发中极具应用潜力。前期研究将gadusol生物合成途径引入毕赤酵母以生产gadusol,但产量仍然相对较低。针对这一问题,该研究通过提高G418抗生素筛选压力获得高产ga... gadusol是一种具有高效UVB吸收特性的天然紫外线防护剂,在绿色化妆品原料开发中极具应用潜力。前期研究将gadusol生物合成途径引入毕赤酵母以生产gadusol,但产量仍然相对较低。针对这一问题,该研究通过提高G418抗生素筛选压力获得高产gadusol的工程菌。随后,将来自树干毕赤酵母的木糖同化基因引入工程菌株以增加gadusol生物合成的关键前体7-磷酸景天庚酮糖的供应。碳源优化表明,葡萄糖与木糖质量比为1∶1的培养基中gadusol产量明显优于单一碳源条件。同时,通过对磷酸戊糖途径关键限速酶进行调控,将代谢通量重新导向7-磷酸景天庚酮糖合成,从而促进gadusol的高效合成。优化后的工程菌GS10在葡萄糖与木糖质量比为1∶1的培养基中进行摇瓶发酵,gadusol产量为315.5 mg/L(28.3 mg/g DCW)。研究结果表明,在生产天然防晒材料方面,毕赤酵母是极具潜力的宿主,研究为gadusol的工业化生产提供了理论基础。 展开更多
关键词 gadusol 磷酸戊糖途径 毕赤酵母 碳源组成 木糖
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构建大肠杆菌C4途径强化血红素合成
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作者 王子晨 张鑫 唐蕾 《食品与发酵工业》 北大核心 2026年第1期18-24,共7页
血红素一般指亚铁血红素,由亚铁离子和原卟啉组成,是铁卟啉的衍生物,目前在食品医疗等领域的需求日益增加。微生物发酵是获取血红素的方法之一,但是产量低。该研究以大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)为底盘菌株,通过代谢工程手段改... 血红素一般指亚铁血红素,由亚铁离子和原卟啉组成,是铁卟啉的衍生物,目前在食品医疗等领域的需求日益增加。微生物发酵是获取血红素的方法之一,但是产量低。该研究以大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)为底盘菌株,通过代谢工程手段改造大肠杆菌,获得了高产血红素的基因工程菌株。首先阻断了大肠杆菌原有的血红素合成C5途径,导入异源的C4途径,获得的基因工程菌血红素产量优于强化原有C5途径或C4/C5途径共存的菌株。继而在该工程菌株中过表达大肠杆菌血红素合成途径的关键基因hemB或hemH,血红素的产量进一步提升。最终通过优化前体甘氨酸和FeCl 2的供给,经过24 h摇瓶发酵,血红素产量达到了82.39μmol/L,是原始出发菌株的4.2倍。该研究构建了仅表达异源C4途径的大肠杆菌菌株,为代谢工程改造提高大肠杆菌血红素的合成提供了新的策略。 展开更多
关键词 血红素 大肠杆菌 C4途径 C5途径 代谢工程
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克雷伯杆菌O852产trans-二氢香芹酮关键酶系提取工艺及酶学特性分析
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作者 王苗苗 李志 +14 位作者 杨金初 任婧楠 范刚 黄林华 李贵节 程玉娇 王秋领 杨永锋 黄珍珍 徐永明 李浩亮 付瑜锋 丁美宙 于爱群 冯剑 《现代食品科技》 北大核心 2026年第3期106-115,共10页
Trans-二氢香芹酮广泛应用于香精香料、医药、农业等领域,具有高经济价值。为了利用克雷伯杆菌O852进行柠檬烯的生物转化生产trans-二氢香芹酮,该实验对克雷伯杆菌O852产trans-二氢香芹酮关键酶体系的提取工艺及酶学特性进行分析。研究... Trans-二氢香芹酮广泛应用于香精香料、医药、农业等领域,具有高经济价值。为了利用克雷伯杆菌O852进行柠檬烯的生物转化生产trans-二氢香芹酮,该实验对克雷伯杆菌O852产trans-二氢香芹酮关键酶体系的提取工艺及酶学特性进行分析。研究通过单因素实验和响应面分析确定了细胞破碎的最佳条件,进一步分析金属离子、有机溶剂和抑制剂对酶活的影响,并测定酶的最适温度和pH值。研究发现,最佳的提取条件:超声时间21 min、料液比1:13、振幅36%。Fe^(2+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)显著提升酶的活性,而Cu^(2+)和Fe^(3+)则表现出强烈的抑制效果。使用1%(V/V)的二甲基亚砜(Dimethyl Sulfoxide,DMSO)和异丙醇时,酶活性分别提升至121.64%和142.62%,然而,当增至5%(V/V)时,有机溶剂对酶活性的抑制作用增强,尤其是氯仿,其抑制效果最为显著。对于抑制剂的影响,乙二胺四乙酸(Ethylenediaminetetraacetic Acid,EDTA)对酶活性的抑制最显著,其他抑制剂也表现出一定的抑制效果。此外,研究得出酶的最适温度20℃,最适pH值9.0。结果为该酶体系的工业化应用提供了理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 克雷伯杆菌 trans-二氢香芹酮 提取工艺 酶学特性
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大肠杆菌与酿酒酵母共培养从头合成色醇
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作者 郑佳敏 付振浩 +7 位作者 张乐乐 何雨铠 詹锦铃 刘春立 刘秀霞 杨艳坤 李业 白仲虎 《食品与发酵工业》 北大核心 2026年第3期55-64,74,共11页
色醇是色氨酸的一种衍生物,因其存在的吲哚结构,可作为许多医药分子的关键中间体。目前色醇的工业生产方式全部为化学合成,生物法从头合成色醇的研究较少。且由于色醇较为复杂的合成代谢途径,单菌株平台进行代谢工程操作的工作量和难度... 色醇是色氨酸的一种衍生物,因其存在的吲哚结构,可作为许多医药分子的关键中间体。目前色醇的工业生产方式全部为化学合成,生物法从头合成色醇的研究较少。且由于色醇较为复杂的合成代谢途径,单菌株平台进行代谢工程操作的工作量和难度较大,且多重基因改造容易给底盘菌株带来代谢负担。该研究采用共培养的方式,将色醇的合成代谢途径分为2个模块,分别由大肠杆菌和酿酒酵母承担,负责从碳源合成色氨酸和将色氨酸转化为色醇。最终通过在大肠杆菌BL21内过表达trpEDCBA,aroG与serA构建色氨酸生产菌株t12,酿酒酵母BY4741内过表达ARO9、ARO10、SFA1构建色醇生产的菌株yBL_965,2株菌构成的微生物群落在经过初始接种比例和接种量优化后,在5 L补料分批发酵中可合成色醇0.23 g/L。该研究方法和成果为生物法从头合成色醇及其他芳香族氨基酸衍生物提供了思考方向和参考依据。 展开更多
关键词 微生物群落 共培养 色醇 代谢工程 大肠杆菌 酿酒酵母
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透明质酸复合乳酸菌发酵物制备及抗氧化、抗炎和修复皮肤屏障活性
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作者 张梦 史豆豆 +3 位作者 崔米米 李金勇 张佳婵 王昌涛 《精细化工》 北大核心 2026年第4期872-880,共9页
为实现透明质酸(HA)的重均相对分子质量(Mw)的绿色高效调控及提升其功能多样性,较高Mw(约1300 kDa)的HA经发酵乳杆菌和嗜酸乳杆菌混合发酵,制备了低Mw的HA发酵物(FHA)。采用咔唑法、苯酚-硫酸法、DNS微板法和考马斯亮蓝蛋白浓度测定法对... 为实现透明质酸(HA)的重均相对分子质量(Mw)的绿色高效调控及提升其功能多样性,较高Mw(约1300 kDa)的HA经发酵乳杆菌和嗜酸乳杆菌混合发酵,制备了低Mw的HA发酵物(FHA)。采用咔唑法、苯酚-硫酸法、DNS微板法和考马斯亮蓝蛋白浓度测定法对FHA的HA、总糖、总还原糖、总多糖和总蛋白含量进行了测定;通过高效凝胶过滤色谱法测定了FHA的相对分子质量分布;通过抗氧化、抗炎和修复皮肤屏障实验,考察了FHA的生物活性;采用鸡胚绒毛尿囊膜实验,评价了其生物安全性。结果表明,FHA的Mw显著降至约400 kDa,总糖、总还原糖、总多糖和总蛋白的含量分别为(870.79±13.98)、(379.75±2.23)、(491.04±23.57)、(3.45±0.71)mg/g。质量浓度200μg/m L的FHA在细胞水平具有显著的抗氧化和抗炎作用,能够提升紫外线诱导氧化应激模型中过氧化氢酶(CAT)的活力,为(11.14±0.67)units/mg(以蛋白质量计),减少丙二醛的释放,为(5.50±0.11)μmol/mg(以蛋白质量计),显著抑制了炎症因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-8(IL-8)的分泌。质量浓度200、400μg/m L的FHA能有效缓解紫外光损伤细胞中Ⅰ型胶原蛋白和紧密连接蛋白-1的降解。质量浓度5 g/L的FHA在鸡胚绒毛尿囊膜实验中表现为无刺激性,具备安全性,进一步确认了其在皮肤外用领域的适用性。 展开更多
关键词 透明质酸 发酵 抗氧化性 抗炎 修复性 医药原料
原文传递
双途径平衡调控谷氨酸棒杆菌高效生产L-高丝氨酸
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作者 潘越 张心语 +2 位作者 刘清岱 刘君 魏亮 《食品与发酵工业》 北大核心 2026年第5期35-43,共9页
L-高丝氨酸是一种重要的非蛋白质氨基酸,在饲料、医药和化工等领域中具有重要应用。目前,L-高丝氨酸的合成主要依赖化学合成法和生物法2种技术路径。微生物发酵法因其具有环境友好、成本低廉等优势,被认为是实现L-高丝氨酸绿色制造的理... L-高丝氨酸是一种重要的非蛋白质氨基酸,在饲料、医药和化工等领域中具有重要应用。目前,L-高丝氨酸的合成主要依赖化学合成法和生物法2种技术路径。微生物发酵法因其具有环境友好、成本低廉等优势,被认为是实现L-高丝氨酸绿色制造的理想方式,受到科学家们的广泛关注。谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)是一种重要的食品安全级工业微生物,是发酵生产L-高丝氨酸的潜在优良菌种,然而目前基于C.glutamicum的L-高丝氨酸代谢工程研究仍较有限,L-高丝氨酸的产量和得率仍然较低,难以满足工业化应用的实际需求。因此,该研究以C.glutamicum为宿主底盘,通过敲除降解途径、重构AspC和AspA双合成途径等策略,构建了具有L-高丝氨酸合成能力的基础底盘细胞。在此基础上,进一步通过强化前体供给能力、调控双通路代谢通量、以及优化辅因子NADPH的再生水平等方法,有效提升了L-高丝氨酸的合成效率。最终构建的工程菌株HOM21在5 L发酵罐中L-高丝氨酸的产量达到95.8 g/L,生产强度为1.6 g/(L·h),转化率为0.45 g/g,是目前已报道的利用C.glutamicum生产L-高丝氨酸的最高水平。该研究为C.glutamicum高效合成L-高丝氨酸提供了系统的代谢工程改造策略,揭示了关键限制步骤及其优化路径,为实现L-高丝氨酸的工业化绿色制造提供了理论支撑和借鉴。 展开更多
关键词 谷氨酸棒杆菌 L-高丝氨酸 AspC和AspA途径 草酰乙酸 代谢调控 NADPH
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赫尔曼亚特兰大杆菌产脂肪酶发酵工艺优化及应用研究
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作者 卢群航 祝林 +2 位作者 罗婧雪 苏应兵 周燚 《化学与生物工程》 北大核心 2026年第3期25-32,56,共9页
从油饼中筛选得到一株产脂肪酶菌株Yo2-2,通过形态特征、生理生化特征和16S rDNA基因序列分析对其进行了鉴定,采用单因素实验与响应面法优化了其产脂肪酶的发酵工艺,并利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS)分析了其发... 从油饼中筛选得到一株产脂肪酶菌株Yo2-2,通过形态特征、生理生化特征和16S rDNA基因序列分析对其进行了鉴定,采用单因素实验与响应面法优化了其产脂肪酶的发酵工艺,并利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS)分析了其发酵产生的挥发性风味物质组成。结果表明,菌株Yo2-2为赫尔曼亚特兰大杆菌(Atlantibacter hermannii),对大豆油降解率可达69.20%;确定最佳发酵工艺为:初始pH值7、发酵温度40℃、大豆油浓度6.0 g·L^(-1),在此条件下,脂肪酶活力为10.022 U·mL^(-1);鉴定出以4-(三氟甲基)苯甲酸乙酯(25.4267%)和4-十八烷基吗啉(10.4489%)为代表的特征风味物质,其中酯类与醛酮类化合物是主要的香气成分。菌株Yo2-2兼具产脂肪酶、降解大豆油及合成风味物质等功能,在环境修复、食品风味改良等领域具有潜在应用价值。 展开更多
关键词 脂肪酶 赫尔曼亚特兰大杆菌 响应面法 发酵工艺 优化
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多策略组合优化大肠杆菌高效表达贻贝足丝蛋白Mcofp-3
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作者 周生瑞 郑依琳 +3 位作者 候志亮 胥睿睿 康振 李江华 《食品与发酵工业》 北大核心 2026年第4期1-9,共9页
贻贝足丝蛋白因其卓越的黏附能力、良好的生物相容性和生物降解性,在医药、食品和特种材料制造等领域具有广泛而独特的应用前景。通过合成生物学技术重组微生物表达贻贝足丝蛋白具有很大潜力。然而,工程菌表达条件不适合、表达元件不匹... 贻贝足丝蛋白因其卓越的黏附能力、良好的生物相容性和生物降解性,在医药、食品和特种材料制造等领域具有广泛而独特的应用前景。通过合成生物学技术重组微生物表达贻贝足丝蛋白具有很大潜力。然而,工程菌表达条件不适合、表达元件不匹配是造成生产强度低的重要原因。该研究采用多种策略组合优化重组厚壳贻贝(Mytilus coruscus)足丝蛋白Mcofp-3在大肠杆菌中的表达,旨在实现Mcofp-3的高效发酵制备。首先,确定了重组Mcofp-3以包涵体形式表达时产量较高,初始产量为158.6 mg/L,且通过差速离心后蛋白占比超85%;接着,通过正交优化重组菌株的培养条件,确定在诱导时间为1 h,诱导剂浓度0.4 mmol/L,诱导后培养温度37℃时,利用TB培养基发酵培养,Mcofp-3表达量达到303.3 mg/L;在此基础上,结合载体选择、启动子及核糖体结合位点(ribosome binding site,RBS)工程多策略组合优化,在使用pACYCDuet为载体,T7启动子以及更换为翻译速率更高的RBS6,Mcofp-3的表达量进一步提高至484.2 mg/L。最终在5-L发酵罐中放大优化结果表明,发酵37 h后,Mcofp-3的表达水平达到1720 mg/L,产率达46.49 mg/(L·h),结果为现有贻贝足丝蛋白重组表达报道中最高水平。以上研究为Mcofp-3的规模化工业生产奠定了基础,同时也为其他贻贝足丝蛋白的优化表达提供了重要参考。 展开更多
关键词 贻贝足丝蛋白 大肠杆菌 发酵优化 表达框优化 分批补料发酵
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生物合成α-酮戊二酸的双酶共表达工程菌构建及发酵生产
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作者 滕昆 邹林君 +10 位作者 沈其荣 张瑞福 梁承 潘巨武 罗培繁 杨泽健 梁丰收 袁萍 陈铭妮 陈成 余义发 《南京农业大学学报》 北大核心 2026年第2期334-340,共7页
[目的]α-酮戊二酸是三羧酸循环的中间代谢产物,参与氨基酸、维生素和有机酸的合成及能量代谢。化学合成法生产的α-酮戊二酸存在毒性原料等问题,制约了α-酮戊二酸在医药食品等领域的应用。本文旨在开发一种环保且高效的α-酮戊二酸合... [目的]α-酮戊二酸是三羧酸循环的中间代谢产物,参与氨基酸、维生素和有机酸的合成及能量代谢。化学合成法生产的α-酮戊二酸存在毒性原料等问题,制约了α-酮戊二酸在医药食品等领域的应用。本文旨在开发一种环保且高效的α-酮戊二酸合成方法。[方法]本研究构建了共表达L-谷氨酸氧化酶和过氧化氢酶的大肠杆菌工程菌株,利用该工程菌株全细胞转化L-谷氨酸钠生产α-酮戊二酸。将L-谷氨酸氧化酶基因lgoX和过氧化氢酶基因katE克隆至表达载体pET-24a,构建的重组质粒转化敲除α-酮戊二酸脱氢酶基因sucA的E.coli BL21(DE3)。初步研究了工程菌全细胞转化反应的关键参数。[结果]在5 L发酵罐进行工程菌的高密度发酵和全细胞转化,150 g·L^(-1)一水合谷氨酸钠经5 h转化反应,无需外源过氧化氢酶添加可获得110.5 g·L^(-1)α-酮戊二酸,摩尔转化率为95.3%。[结论]本研究构建了1株共表达L-谷氨酸氧化酶和过氧化氢酶的工程菌用于生产α-KG,为开发环保高效的α-酮戊二酸工业化生产工艺奠定基础。 展开更多
关键词 L-谷氨酸氧化酶 过氧化氢酶 共表达 全细胞转化 Α-酮戊二酸
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系统代谢工程改造微生物合成L-色氨酸及其衍生物的研究进展
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作者 潘学玮 唐蜜 +4 位作者 黄子洋 乔郅钠 高敏杰 陈坚 饶志明 《微生物学通报》 北大核心 2026年第3期1131-1152,共22页
近年来,代谢工程与合成生物学领域的突破性进展,使得通过微生物细胞工厂从可再生原料生产高附加值化合物成为可能。L-色氨酸衍生物是由L-色氨酸衍生出的一类具有高附加值的芳香族化合物,如5-羟色氨酸、血清素、褪黑素、吲哚-3-乙酸及紫... 近年来,代谢工程与合成生物学领域的突破性进展,使得通过微生物细胞工厂从可再生原料生产高附加值化合物成为可能。L-色氨酸衍生物是由L-色氨酸衍生出的一类具有高附加值的芳香族化合物,如5-羟色氨酸、血清素、褪黑素、吲哚-3-乙酸及紫色杆菌素等,广泛应用于化工、食品及制药行业。通过系统代谢工程重构微生物中人工合成途径、改造L-色氨酸合成途径等可实现L-色氨酸衍生物的高效积累。同时能避免化学合成法或直接提取法等带来的环境危害及产物提取效率低等困难。本文综述了L-色氨酸及其典型衍生物的特性、应用及具体生物合成途径,着重阐述了微生物生产L-色氨酸及其衍生物的最新研究进展及相应的系统代谢工程策略,以期对未来微生物细胞工厂合成L-色氨酸及其衍生物的生物合成提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 L-色氨酸 L-色氨酸衍生物 系统代谢工程 菌株构建 微生物发酵
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