异戊二烯焦磷酸异构酶的表达及其催化功能验证

以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌基因组DNA为模板,采用聚合酶链式反应扩增法分别克隆来自大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的异戊二烯焦磷酸异构酶基因,将其在大肠杆菌BL21(DE3)中异源过量表达,验证其催化功能,并考察其对β-胡萝卜素和异戊二烯合成的影响。结果表明,来自枯草芽孢杆菌的异戊二烯焦磷酸异构酶对β-胡萝卜素和异戊二烯的产量有明显的促进作用,该酶的异源表达使β-胡萝卜素的产量由1.08mg/L提高到3.25mg/L,异戊二烯的产量由0.80mg/L提高到2.96mg/L。

荚膜红细菌十聚异戊二烯焦磷酸合成酶异源表达及纯化的研究

目的构建生产辅酶Q10的大肠杆菌基因工程菌并研究相关酶的表达情况。方法将荚膜红细菌(Rhodobacter capsula-tusB10)中十聚异戊二烯焦磷酸合成酶编码基因ddsA分别克隆在Lac,T7和Trc启动子下游,使其在Escherichia coliJM83中表达。同时利用H is-tag的表达系统,对该酶的融合表达和镍柱纯化条件进行了研究。结果产物分析发现该基因在E.coli中表达出有活性的十聚异戊二烯焦磷酸合成酶,并使宿主产生辅酶Q10。同时,28℃培养过夜,该酶以可溶形式存在于上清液中。在150 mmol.L-1咪唑的洗涤条件下,从镍柱上解离,并可以达到电泳纯。结论大肠杆菌可以表达Rhodobacter capsula-tusB10的十聚异戊二烯焦磷酸合成酶,并合成辅酶Q10。

阪崎克罗诺杆菌中异戊二烯焦磷酸异构酶(IDI)增强类胡萝卜素合成的研究

阪崎克罗诺杆菌(Cronobacter sakazakii)是一种革兰氏阴性菌,能够合成类胡萝卜素。与普遍存在的类胡萝卜素合成基因簇(crtEXYIBZ)不同,C.sakazakii类胡萝卜素合成基因簇(crtE-idiXYIBZ)中含有异戊二烯焦磷酸异构酶编码基因idi,其功能有待进一步研究。本研究构建了C.sakazakii BAA-894/pWSK29-idi、E.coli DH5α/pWSK29-EBI和DH5α/pWSK29-iEBI三株菌。通过分析发现BAA-894/pWSK29-idi的类胡萝卜素产量比BAA-894/pWSK29高出80%;DH5α/pWSK29-iEBI的番茄红素产量比DH5α/pWSK29-EBI高出60%。本研究结果说明C.sakazakii中异戊二烯焦磷酸异构酶(IDI)对于类胡萝卜素的合成起着增强作用。

卷叶贝母异戊烯基焦磷酸异构酶基因(IDI)的克隆与分析

旨在克隆卷叶贝母(Fritillaria cirrhosa D.Don)生物碱合成过程中的关键酶--异戊二烯焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,简称IDI),并运用生物信息学和荧光定量方法对其功能进行分析,为卷叶贝母甾类生物碱合成途径及其调控机制的研究奠定基础。以卷叶贝母再生鳞茎为试验材料,基于转录组测序结果,通过PCR技术克隆川贝母IDI基因(FcIDI)的开放阅读框(open reading frame,简称ORF)序列,运用生物信息学方法对该基因进行分析,预测其编码蛋白的结构与功能,并通过荧光定量PCR(qRT-PCR)检测FcIDI基因在卷叶贝母根、茎、叶、野生鳞茎、再生鳞茎及愈伤组织中的表达情况。结果表明,FcIDI的ORF片段为885 bp,编码294个氨基酸,与大豆(Glycine max)、杜仲(Eucommia ulmoides)、番薯(Ipomoea)、广藿香(Pogostemon cablin)等植物IDI蛋白的相似性达85%以上;FcIDI蛋白的二级、三级结构预测结果表明,α-螺旋及不规则卷曲是其整体蛋白质结构中的主要组成结构元件;qRT-PCR试验结果表明,FcIDI在野生鳞茎中的表达量远高于根、茎、叶等其他植物组织,再生鳞茎的IDI表达量高于野生鳞茎,在愈伤组织中的表达量最高。生物信息学分析和不同植物组织部位及组培诱导物的IDI相对表达量差异结果显示,FcIDI是1个生物碱合成途径中的关键蛋白质,并受激素组合诱导表达,研究结果为提高卷叶贝母中的生物碱含量及深入研究植物IDI的功能奠定了理论基础。

大肠杆菌生产CoQ_(10)的代谢工程研究进展

随着对CoQ生物合成途径及其调控机制的深入研究,利用代谢工程的方法定向地改良菌种,优化CoQ10的代谢途径,成为提高CoQ10发酵水平的新思路。本文总结了重组大肠杆菌生产CoQ10过程中其代谢途径及其途径修饰的研究进展,分析了生产CoQ10的代谢工程限制因素,提出了利用重组大肠杆菌生产CoQ10的代谢工程策略。

CoQ_(10)生物合成限速酶及其编码基因对布莱凯特黑牛品种培育的实践意义

辅酶Q10(CoQ10)作为人体线粒体呼吸链中的递氢体具有较高的学术研究及应用价值。由ubiA/coq2基因编码的对羟苯甲酸聚异戊二烯焦磷酸转移酶是原核和真核生物CoQ生物合成途径的限速步骤,因此对该酶及其编码基因的研究显得尤为重要。对该酶及其编码基因的研究成果和现状进行综述和展望,旨在为布莱凯特黑牛品种培育的实践研究提供理论指导意义。

代谢途径酶活促进剂对番茄红素发酵的影响

考察了几种代谢途径中关键酶活促进剂对番茄红素发酵的影响。通过添加代谢途径中HMg-CoA还原酶与MVA激酶酶活促进剂,提高类胡萝卜素前体物质的生物合成,从而促进三孢布拉霉菌合成番茄红素的能力。实验结果表明,发酵24 h分别加入质量分数0.05%的某醇及其代谢产物A、1 mg/L的青霉素和质量分数0.1%β-紫罗酮,番茄红素的产量分别提高了31%,32%及35%,最大产量达到1.54 g/L。

香紫苏醇的微生物法生产研究进展

香紫苏醇是一种植物次生代谢物,可从天然香紫苏醇等植物中提取,主要用于香紫苏内酯及降龙涎醚等天然龙涎香代用品的合成及香精的调配,还具有抗菌、杀菌活性等。由于生物技术的发展,利用微生物法合成香紫苏醇已引起国内外学者的广泛关注。本文概述了香紫苏醇及其衍生物的经济价值,并详细概述了微生物生产香紫苏醇的流程及研究状况。最后,本文还展望了微物生产法在香紫苏醇生产工业中应用前景及研究方向。尽管对微生物生产香紫苏醇的相关研究已取得了比较大的进步,但香紫苏醇合成的产率仍相对较低,因此,将分子生物学及代谢工程学手段融入到香紫苏醇合成及产业化应用的探索将是以后的研究重点。

链霉菌辅酶Q9生物合成基因sdsA的鉴定

聚异戊二烯焦磷酸合成酶基因在4个不同种的链霉菌(Streptomyces coelicolorA3(2),Streptomyces maritimus,Streptomyces mycarofaciensATCC 21454和Streptomycessp.Tü4128)中分别被克隆。测序结果显示:4个聚异戊二烯焦磷酸合成酶基因均编码336个氨基酸的肽链,4条肽链之间的序列有97%的同源性。将4个不同的聚异戊二烯焦磷酸合成酶基因分别导入大肠杆菌中进行异源表达,有辅酶Q9产生。将4个基因分别导入八聚异戊二烯焦磷酸合成酶(IspB)缺陷的大肠杆菌KO229(ΔispB)中证明它们有替代ispB基因的功能,并且在大肠杆菌中合成辅酶Q9。

辅酶Q_(10)生物合成方法的研究进展

辅酶Q_(10)由醌环母核和聚异戊二烯疏水侧链组成,在电子传递链中起传递电子的作用。因其有抗脂质过氧化,参与细胞能量代谢和基因表达调控等功能备受研究者的关注。微生物法生产CoQ_(10)具有产物活性高、原料成本低并可以通过规模放大提高生产能力等优点。因此清楚微生物法生产CoQ_(10)的生物合成途径,关键酶基因以及能够提高CoQ_(10)产量的发酵条件优化的方法策略对大规模工业化生产CoQ_(10)具有重要参考意义。