七烯甲萘醌合成过程中关键蛋白的定位分析

七烯甲萘醌作为维生素K 2的重要亚型,在细胞中主要存在于细胞膜上,在氧化磷酸化的过程中起到电子载体的作用。作为七烯甲萘醌合成过程中的关键酶,1,4-二羟基-2-萘甲酸异戊二烯基转移酶(1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid prenyltransferase,MenA)和甲基转移酶(methyltransferase,MenH)目前研究较少,其在细胞中的分布还未被研究,这也限制了七烯甲萘醌产量的进一步提高。该研究重点关注MenA和MenH在细胞内的分布问题,首先构建MenA、MenH和eGFP的融合蛋白,利用荧光定位的方法确定MenA和MenH在细胞中的定位。然后,使用表面活性剂Triton-100破坏细胞膜的结构,发现随着表面活性剂浓度的增加,七烯甲萘醌的合成受到明显抑制。该研究表明细胞膜结构的完整性是七烯甲萘醌合成的前提条件,并且揭示了七烯甲萘醌是在细胞膜上直接被合成,不是被转运到细胞膜中。研究结果为深入探索七烯甲萘醌合成机制提供了方向。

小麦木聚糖酶抑制蛋白的分离纯化及其性质研究

【目的】从成熟的小麦籽粒中纯化小麦木聚糖酶抑制蛋白,并研究其对木聚糖酶的抑制作用,从而探明小麦中木聚糖酶抑制蛋白对外加木聚糖酶的影响。【方法】采用硫酸铵盐析、Macro-prep CM阳离子交换层析、Macro-prep DEAE阴离子交换层析以及Macro-prep 25S阳离子交换层析等方法,从小偃22小麦中分离纯化木聚糖酶抑制蛋白,通过SDS-PAGE电泳检测木聚糖酶抑制蛋白的纯度和分子质量,并进一步研究了不同温度和反应时间对木聚糖酶抑制蛋白抑制活力的影响。【结果】小麦木聚糖酶抑制蛋白分子质量约为29ku,N端氨基酸序列为SVSSVVS,经NCBI BLAST比对,该抑制蛋白N端序列与其他木聚糖酶抑制蛋白无同源性,但与大麦几丁质酶的N端序列高度同源,却无几丁质酶活性;该蛋白对来自黑曲霉的GH11家族木聚糖酶有强烈的抑制活性,但对GH10家族的木聚糖酶不敏感;该蛋白与木聚糖酶结合的最适温度为30℃,最佳时间为30min;该抑制蛋白的半失活温度为74℃,具有较好的热稳定性。【结论】所获得的小麦木聚糖酶抑制蛋白可能是一种新型的XIP型木聚糖酶抑制蛋白。

代谢工程改造毕赤酵母发酵生产谷胱甘肽

谷胱甘肽(glutathione,GSH)作为一种具有多种生物学功能的含硫化合物,有广泛的市场应用价值。该研究旨在通过代谢工程改造巴斯德毕赤酵母,从而增加GSH的产量。首先,通过使用高浓度的G418抗生素筛选高拷贝的GSH合成酶Ⅰ(GshI)和GSH合成酶Ⅱ(GshⅡ),使GSH摇瓶产量增加了60%,达到1.6 g/L。其次,使用CRISPR/Cas9技术分别敲除GSH降解途径中的3个基因DUG1(YFR044c),DUG2(YBR281c)和DUG3(YNL191w)。其中,敲除DUG3基因的毕赤酵母GS115-No.10菌株的GSH产量从160 mg/g提高到了224 mg/g。最后,通过发酵培养基中葡萄糖和3种前体氨基酸(L-谷氨酸、L-半胱氨酸和L-甘氨酸)初始添加量的优化,将GSH摇瓶产量进一步提高至1.7 g/L,为GSH的工业生产奠定良好的基础。

功能膜微域在七烯甲萘醌合成过程中的作用解析

功能膜微域(functional membrane microdomains,FMMs)是细菌细胞质膜上富含脚手架蛋白和聚异戊二烯类物质的结构域,参与细胞生命活动的多个过程。本研究主要聚焦于揭示FMMs与MK-7之间的相关性,并对MK-7合成进行代谢调控。首先,通过荧光标记初步确定FMMs和MK-7在细胞膜上存在相关性;其次通过分析FMMs破坏前后细胞膜上MK-7含量的变化以及细胞膜有序度的变化情况,明确MK-7是FMMs的聚异戊二烯类关键组分;接下来,采用可视化分析探究MK-7合成过程中部分关键酶的亚细胞定位,并通过FloA将胞内游离的途径酶Fni、IspA、HepT和YuxO定位至FMMs中,进而实现MK-7合成途径的区室化,最终成功获得一株高产MK-7的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌株BS3AT,摇瓶水平MK-7产量达到300.3 mg/L,3 L发酵罐中MK-7产量为464.2 mg/L。

枯草芽孢杆菌代谢工程改造的策略与工具

作为一种食品安全级的典型工业模式微生物,枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis由于具有非致病性、胞外分泌蛋白能力强以及无明显的密码子偏爱性等特点,现已被广泛应用于代谢工程领域。近年来,随着分子生物学和基因工程技术等的迅速发展,多种研究策略和工具被用于构建枯草芽孢杆菌底盘细胞进行生物制品的高效合成。文中从启动子工程、基因编辑、基因回路、辅因子工程以及途径酶组装等方面介绍枯草芽孢杆菌在代谢工程领域的研究历程,并总结其在生物制品生产中的相关应用,最后对其未来的研究方向进行展望。

工业模式微生物膜有序性的活细胞定量分析

作为一种相位敏感的荧光探针,Di-4-ANEPPDHQ可以特异性标记膜的有序相和无序相,在理论上可以对细胞膜的有序性进行定量成像。通过将Di-4-ANEPPDHQ和激光扫描共聚焦显微术相结合,对多种具有代表性的工业模式微生物进行了有序相和无序相活细胞成像,结合极性归一化数值的统计比较,最终实现对上述工业模式微生物细胞膜有序性的定量分析,为细胞膜工程提供了一种直观且快速的活细胞检测方法。