紫外诱变里氏木霉Rut C-30提高木聚糖酶活力及发酵条件的研究

通过紫外照射的方法 ,对里氏木霉RutC 30进行诱变 ,选育出高产木聚糖酶活力的菌株 ,其酶活比出发菌株提高了 4 1 9%。并对选育的菌株进行了稻草与麸皮比例 ,氮源以及干料与水分比对产酶的影响 ,并通过正交实验 ,阐明培养温度、时间、MgSO4·7H2 O和KH2 PO4对产酶的影响。

极端耐热纤维素酶Cel74的表达、纯化与特性

从海栖热袍菌中克隆出编码热稳定性的纤维素酶基因，以热激载体pHsh为表达质粒，构建重组质粒phsh—Ceff4，并转化至大肠杆菌中进行表达。基因表达产物通过热处理和离子交换层析，重组酶纯度达电泳纯。对纯化的重组酶酶学性质研究表明，最适反应温度85℃，最适反应pH4．6，pH4．5—6．0之间酶的相对酶活在80％以上。Co^2＋对酶活性有促进作用，Ca^2＋、Mg^2＋、Zn^2＋不影响酶活性，而Cu^2＋、Ni^2＋、Mn^2＋对酶活性有抑制作用。

嗜热菌乙醇代谢途径研究进展

微生物利用木质纤维素发酵生产乙醇是可再生能源发展策略之一。人们对常温菌发酵生产乙醇的代谢途径和机理进行了广泛深入的研究。目前天然高效发酵产乙醇菌不能利用五碳糖,因为能利用五碳糖的常温菌乙醇产率低。随着产乙醇嗜热微生物的深入研究,嗜热菌发酵产乙醇的发展为研究带来了契机。文中综述了发酵产乙醇嗜热菌的种类、代谢途径及其关键酶功能特性的研究进展。

对里氏木霉Rut C-30所产非淀粉多糖酶系的分析

通过里氏木霉RutC 3 0以稻草和麸皮为基质进行固态发酵 ,对其产生的非淀粉多糖酶(NSP酶 )进行分析 ,试验表明里氏木霉RutC 3 0产生的NSP酶系较全 ,分别有纤维素酶、木聚糖酶、β 葡聚糖酶、β 甘露聚糖酶、果胶酶等 5种不同的NSP酶。并探讨了不同碳源及添加不同底物诱导物对里氏木霉RutC 3

生物保鲜技术的研究进展

生物保鲜材料因为无毒、无副作用、可降解等特点已成为人们关注的热点。文中简述生物保鲜的特点 ,分类介绍了 6种生物保鲜技术 ,并对人们用于开发生物保鲜技术的微生物种类进行归纳 ,以及对生物保鲜的一般机理和应用前景进行了介绍。

里氏木霉以稻草和麸皮为基质产木聚糖酶的研究

以稻草和麸皮为主要基质,对里氏木霉RutC-30产木聚糖酶的固体发酵条件进行研究。试验表明:固态发酵培养基中添加麸皮不利于产木聚糖酶,最适氮源为(NH4)2SO4,干料与水分的比例为1∶3·5,并分析了无机盐对里氏木霉RutC-30产木聚糖酶的影响:MgSO4·7H2O>MnSO4·H2O>ZnSO4·H2O>FeSO4·7H2O。酶粗酶液的最适作用pH为4·8,最适反应温度为55℃。

红色亚栖热菌耐热木聚糖酶的克隆表达及生物信息学分析

从自主分离的Meiothermus.rubber菌株的基因组中克隆到木聚糖酶基因,并进行了超量表达、重组酶的纯化和酶学性质研究。结果表明,重组木聚糖酶Mru是热稳定性酶,最适反应温度为65℃,能够有效降解木聚糖产生木糖和木二糖。生物信息学分析发现,木聚糖酶Mru与数据库中来自亚栖热菌的木聚糖酶的同源性为60%~100%。在木聚糖酶Mru的结构模型中,GH10木聚糖酶的保守位点大多位于β折叠,α螺旋保守性很低。本研究揭示,木聚糖酶Mru代表一类新型热稳定性GH10木聚糖酶。

微生物遗传转化筛选标记及其生物安全性的研究进展

在分子生物技术中,筛选标记基因是遗传转化载体所必备的基本元件之一,其主要功能是在基因操作中进行目标克隆的筛选,以及在应用过程中通过选择压力维持基因重组性状。抗药基因是微生物遗传转化中常用的筛选标记,大肠杆菌载体和一般穿梭载体中通常带有抗药基因。带有抗药基因的工程菌可以被广泛地应用于酶和有机化学品的发酵生产,因为工业发酵过程是在封闭系统中进行的,并且最终产品需要经过提炼。但是当人们需要用基因改良的菌株进行食品和饲料加工、环境修复、病虫害生物防治时,抗药基因类筛选标记应该被禁止使用。因此,发展生物安全性筛选标记成为遗传转化技术推广应用中的一个技术关键。本文介绍常用作筛选标记的抗药基因,以及针对抗药基因的安全性问题而发展的无选择标记的遗传转化技术及生物安全性筛选标记的基因工程技术。葡萄糖胺合成酶基因是近年发展起来的新型生物安全性筛选标记,它弥补了其他营养缺陷互补型和功能附加型筛选标记的缺陷,具有广阔的应用前景。

嗜热真菌纤维素酶的CBD与海栖热袍菌的纤维素酶融合表达

将嗜热真菌毛壳菌纤维素酶Cel7A的纤维素结合结构域编码区与极端嗜热厌氧菌海栖热袍菌的纤维素酶CelB基因进行融合,构建重组质粒pHsh-CBD-CelB,并在大肠杆菌中表达。对融合蛋白进行纯化,通过热处理和离子交换层析,纯化到的融合蛋白SDS-PAGE电泳图谱显示为单一条带。对融合蛋白的特性研究,结果表明融合蛋白降解CMC的最适反应温度为90°C,结晶纤维素吸附实验表明该融合蛋白具有结合结晶纤维素的能力,并且融合蛋白降解CMC与结晶纤维素的能力得到提高。

纤维素乙醇高温发酵的研究进展与展望

利用高温细菌发酵,纤维素乙醇生产有望实现"生物质降解-乙醇发酵-乙醇蒸馏"过程的同步化,从而最大限度地降低纤维素乙醇的生产成本;这是一个目标更高、道路更远、科学性更强的可再生能源发展策略。纤维素乙醇高温发酵研究已经取得了重要进展,目前面临的主要挑战包括发酵乙醇的高温细菌的遗传转化系统不够稳定、缺少内源的高活性和耐热性纤维素酶,以及乙醇代谢调控机理有待进一步解析。这些科技难题将会在DNA生物合成和进化技术、细胞生物学技术,以及合成生物学技术的发展中得到解决。

大肠杆菌热激反应研究及其在重组蛋白表达中的应用

当大肠杆菌所处的环境温度忽然升高时,细胞体内会激发热激反应,体内会迅速合成多种热激蛋白,由热激转录因子调控的热激蛋白主要包括一些分子伴侣、蛋白降解酶、折叠辅助蛋白等。热激蛋白可以促进蛋白正确折叠,降解错误折叠的蛋白。主要介绍大肠杆菌热激蛋白的表达调控及其功能,利用热激转录因子发展的新型温控分泌表达系统及其在蛋白可溶性表达中的应用,以及热激分子伴侣与重组蛋白共表达的研究进展。

超嗜热神袍菌介导的碳水化合物转化

超嗜热神袍菌生活在高温海洋环境或地下油田,最适生长温度为76-82℃,是分解和代谢复杂多糖能力最强、生长温度最高的以H2、CO2、乙酸为主要代谢产物的细菌.本文以海栖热袍菌为例对超嗜热神袍菌介导的碳水化合物转化进行综述.超嗜热神袍菌具有多重的碳代谢中心途径以及高活性的能量代谢和发酵途径,显现出极强的碳水化合物转化能力.超嗜热神袍菌能够分解和利用各种多聚糖,海栖热袍菌基因组中与糖和多糖的代谢有关的编码基因占7%,会产生各种海藻水解酶、纤维素酶、淀粉酶、果胶裂解酶和半纤维素酶等,这种完善的多聚糖水解酶系能够使超嗜热神袍菌对其生态环境可能出现的各种复杂碳水化合物进行水解和利用.通过研究超嗜热神袍菌在极端高温下迅速转化难降解多糖为发酵产物的机理,可以为生物质的综合利用提供必要的理论支持,而其产生的具有热稳定性和高活性的酶在工业生产中具有巨大的应用潜力.

热稳定性丙酮酸:铁氧还蛋白氧化还原酶异源表达及其在乙酰辅酶A合成中的应用

乙酰辅酶A被广泛应用到生物医学研究中,使用TPP代替昂贵的ATP为辅因子合成乙酰辅酶A受到广泛关注。新阿波罗栖热袍菌(Thermotoga neapolitana)来源的丙酮酸:铁氧还蛋白氧化还原酶(Tn PFOR)在大肠杆菌中进行了重组表达,分析了其酶学特性,并探讨了利用嗜热酶(TnPFOR)酶法合成乙酰辅酶A。采用pET-20b(+)载体,将新阿波罗栖热袍菌来源的四亚基组成的嗜热酶(Tn PFOR)在大肠杆菌中进行异源表达;通过热处理和阴离子交换层析法纯化嗜热酶(TnPFOR);重组表达的嗜热酶(TnPFOR)的最适反应温度和pH分别为90℃和6.5,TnPFOR在90℃下孵育1h时保留了50%活性。利用嗜热酶(Tn PFOR),以TPP为辅酶合成了乙酰辅酶A,并探讨了不同温度、丙酮酸钠底物浓度和反应时间对乙酰辅酶A合成的影响。得到的优化条件为:最适反应温度为90℃,丙酮酸钠浓度为1.5mmol/L,反应时间为2min。

嗜热厌氧杆菌热稳定CRISPR/Cas9基因组编辑技术及在细胞工厂构建中的应用研究进展

嗜热厌氧杆菌属(Thermoanaerobacter)来源的菌株作为一个高温发酵的细胞工厂,具有生产生物燃料和化学品的潜力,已引起了研究者的广泛兴趣。随着嗜热厌氧杆菌属来源的多个菌株全基因组测序的完成以及相关的生理生化实验的开展,建立一个简便、快捷的基因操作技术将有助于进一步深入理解和认识嗜热厌氧杆菌有关的代谢途径。最近,成簇的规律间隔短回文重复序列及其相关系统(CRISPR/Cas)的基因编辑技术在嗜热菌中被开发应用。文中综述了嗜热厌氧杆菌的研究进展和热稳定性CRISPR/Cas9基因组编辑技术在嗜热厌氧杆菌的发展和建立,并对该编辑技术在其他嗜热菌未来发展的趋势提出参考意见。嗜热菌热稳定性的CRISPR/Cas9基因组编辑技术的建立和完善不仅可以促进嗜热菌遗传改造技术的发展,而且有助于提高嗜热菌遗传育种和代谢工程改造的效率。