微生物法合成γ-氨基丁酸的研究进展

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是一种四碳非蛋白质氨基酸,在食品、农业、医药、化工等领域具有广阔的应用前景。微生物法生产GABA因其温和、可持续发展等优势越来越受到人们的关注。因此,为了得到环保、便捷且效率更高的GABA生产方式,以满足食品、制药和畜牧领域对添加剂的严格要求,本文系统介绍了GABA的生产方法、生物体中的合成途径及微生物法生产GABA的研究进展,总结了目前全细胞催化法和微生物从头合成GABA的生产水平。研究者们致力于筛选和优化具有高催化效率和稳定性的酶并通过对微生物的代谢途径进行精细调控,以提高GABA的合成效率,未来的研究需要进一步优化酶和菌株的性能,降低生产成本,并探索更大规模的工业化生产途径。

利用合成生物学技术促进刺糖多孢菌多杀菌素的高效合成

多杀菌素是由刺糖多孢菌产生的次级代谢产物,具有绿色、高效、杀虫谱广等特点,是当前国际上生物杀虫农药的重点研究对象。多杀菌素及其类似物丁烯基多杀菌素的特殊结构决定了其杀虫独特的作用机理。当前,为满足大规模工业化生产的需求,研究人员致力于提高多杀菌素及丁烯基多杀菌素的产量,其中应用合成生物学技术在提高产量上取得了突出成就。本文综述了国内外通过合成生物学相关技术调控代谢途径以提高多杀菌素和丁烯基多杀菌素产量的研究,重点从底盘细胞改造与优化、合成生物系统构建、基因路线改造、代谢网络调控等方面进行了阐述,并提出和探讨了利用合成生物学技术进一步提高多杀菌素产量的技术策略,同时对未来的研究方向进行了展望,为利用合成生物学技术促进多杀菌素的生物合成提供了新的研究策略。

己糖胺生物合成途径代谢酶与OGT介导的O-GlcNAc修饰在肿瘤中的研究进展

细胞代谢异常和能量失调被认为是癌症的重要标志。己糖胺生物合成途径(hexosamine biosynthetic pathway,HBP)在多数肿瘤中异常激活。葡萄糖、脂肪酸、氨基酸和谷氨酰胺等是肿瘤生长的重要营养物质,并作为HBP的底物用于合成尿苷二磷酸N-乙酰氨基葡萄糖胺(uridine diphosphate N-acetylglucosamine,UDP-GlcNAc)。UDP-GlcNAc是蛋白质发生氧连接的氮乙酰葡萄糖胺(O-linked N-acetylglucosamine,O-GlcNAc)修饰的供体底物,其被认为在细胞中扮演着“营养感受器”的角色。近年来,HBP代谢酶在癌症病理生理学中的作用被广泛研究,HBP介导的O-GlcNAc糖基化修饰与癌细胞的增殖、存活和转移密切相关。本文对HBP及其在肿瘤中的重要作用进行了综述,并且讨论了靶向HBP治疗癌症的潜在策略。

氨基葡萄糖及N-乙酰氨基葡萄糖的生物合成研究进展

氨基葡萄糖(glucosamine,GlcN)是由葡萄糖分子的第二位羟基被氨基取代后形成的化合物。GlcN普遍存在于动物、植物以及微生物中,是多种聚合物(如甲壳素、壳聚糖)的主要成分。GlcN及N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine,GlcNAc)具有抑制炎症、改善皮肤水分的作用,尤其对治疗骨关节炎有重要意义,因此广泛应用于医疗、保健和化妆品行业。目前主要获取GlcN的生产方法包括酸解法和酶解法水解虾蟹类外壳。此类方法存在污染严重,成本高以及效率低的问题。随着代谢工程和合成生物学的发展,使用微生物发酵合成GlcN具有生产条件温和、产品纯度高、生产周期短、不依赖地域季节限制等优点,已经获得广泛应用。该文综述了近年来微生物发酵法生产GlcN和GlcNAc的研究进展。阐述了GlcN和GlcNAc合成途径中关键酶的功能及改造策略,主要竞争性代谢途径及阻断方法;展示了核酶、sRNA动态调控工具在产物合成中的应用;并介绍了关键酶GlmS,菌株基因组的定向进化策略在GlcN和GlcNAc合成中的应用。该文通过这些策略分析和比较展现GlcN和GlcNAc生产的最新进展及未来发展前景。

麦芽糖生物合成海藻糖的途径及合成条件的研究

由土壤分离出一株能合成海藻糖的菌株T007,经验证含有特异性地将麦芽糖转化为海藻糖的酶系。对麦芽糖浓度、反应时间、反应温度和反应转速等因素对麦芽糖转化率的影响进行了研究。结果表明,麦芽糖浓度对转化率影响很微弱;反应初期,温度越高,生成海藻糖的初始速度越快,但是到反应末期,反应速度减弱得也越快,转化率反而不是很高;反应转速对麦芽糖转化海藻糖有较大影响,反应的最佳转速为200r/min。

肿瘤细胞O-GalNAc聚糖的生物合成途径

对肿瘤糖生物合成的研究发现肿瘤细胞表面和分泌物中有许多结构和功能变异的O 聚糖糖蛋白。合成O 聚糖的糖基转移酶和磺基转移酶是以相关的酶家族存在的 ,对这些酶肿瘤调控作用的研究使我们有可能揭示肿瘤形成和糖基化之间的关系 ;理解和控制肿瘤细胞的反常的生物学行为并利用肿瘤中因异常 0 糖基化出现的特定的抗原决定簇 。

微生物胞外多糖及其生物合成途径研究现状

微生物胞外多糖因具有独特的物化性质、流变学特性和生物安全性等优势而在工业生产与生活等多个领域具有广泛的应用价值,但是由于生产成本高、产量少等限制其广泛的应用,本文简述了产生胞外多糖的微生物菌种筛选、分离及培养,产糖条件的优化,胞外多糖的提取及分离纯化与微生物胞外多糖的应用等方面的研究进展,重点介绍了微生物胞外多糖代谢途径的研究现状。通过微生物胞外多糖的代谢途径的研究可以获得提高胞外多糖产量的方法,为微生物胞外多糖的工业化应用奠定基础。

以氧化糖为原料的氨基糖衍生物的合成

首次报道了以氧化糖为原料的氨基糖衍生物的合成方法.以2位氧化糖为原料与芳胺反应得到羰基转至3位的2位脱氧2位胺基糖,此胺基糖经NaBH_4立体选择性还原及AcOH脱去4,6位保护基,合成了新型的D-阿洛糖胺.X射线单晶衍射分析表明其晶体中有多种氢键,由于氢键作用,晶体呈现三维超分子结构.对2位氧化糖与H_2NC_6H_4COOEt反应生成α,β-不饱和酮糖的机理进行了探讨.以5位氧化糖为原料通过碳基转位反应合成了新型的二氢-1,4-苯并二嗪氨基糖.

完全乙酰基化4-氨基-4-脱氧-D-甲基葡萄糖苷(S)-TBMB甲酸衍生物的合成

Starting from \%D\%\|galactose, per\|\%O\|\%acetylated (\%S\%)\|TBMB carboxylic acid derivant of methyl\|4\|amino\|4\|deoxy\|\%D\%\|glucopyranoside was prepared. The mechanism of the possible side reactions of the catalytic reduction from different types of azide sugar to the corresponding amino sugar was discussed. 1\|\%O\%\|Me\|protection was selected for preventing the intramolecular dehydration of the 4\|amino sugar, which was a key intermediate product in this synthetic process. The product was characterized by HRMS and \{\{\}\+1H NMR\} spectroscopy and will be used as a molecular model to develop a new identification method of the \%D, L\|\%configurations of amino sugar.

海藻糖合成酶产生菌的筛选及生物合成途径的初步验证

从温泉土壤分离得到11株菌株,它们的胞内释放物能将淀粉转化成海藻糖.对菌株WX-10内含物将淀粉转化为海藻糖的途径进行了初步验证,证明其胞内含有麦芽糖基海藻糖生成酶(MTSase)和麦芽糖基海藻糖水解酶(MTHase).

氨基糖苷类药物生物合成基因研究新进展

近年来,有关氨基糖苷类药物生物合成的研究进展显著。利用放射性同位素,酶反应分析,蛋白质重组以及基因分析等技术,陆续了解了许多氨基糖苷类药物生物合成基因簇。在本文中,利用新霉素、布替罗星的生物合成途径中的相关酶功能与遗传信息的关系,我们对有关2-脱氧链霉胺(2DOS)氨基糖苷类抗生素(如卡那霉素、庆大霉素等)的生物合成基因的研究进展做了综述。对未知功能酶的研究将使我们更好地掌握这类药物复杂的生物合成机制。

大豆含硫氨基酸生物合成途径及其关键酶基因研究进展

大豆属高蛋白豆类植物,对人体有着特殊的营养价值,但氨基酸含量不均衡,含硫氨基酸(Cys与Met)含量很少,影响大豆营养价值。传统的分子育种与基因工程法是目前主要用于提高大豆含硫氨基酸的方法。综述了植物含硫氨基酸的生物合成途径,以及途径中各个关键酶基因的研究进展,针对各个基因的不同研究情况,提出各种不同能够提高大豆含硫氨基酸的基因工程方法。

UDP-糖基供体的生物合成途径分析

糖基化是生物体中重要的生化反应,它可发生于大分子化合物,如蛋白质的糖基化;也可发生于小分子化合物,如各种天然产物苷元的糖基化。执行化合物糖基化反应的催化酶为糖基转移酶。糖基转移酶的底物分为糖基受体和糖基供体。糖基受体可以为生物大分子化合物如蛋白质、核酸,还可以为小分子化合物如各种植物或微生物的次生代谢产物。

谷氨酸发酵中由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢途径是什么?

以糖质原料发酵谷氨酸时，糖酵解经进EMP及HMP两条途径进行，生物素充足菌HMP所占的比例是38％，控制生物素亚适量的结果，发酵产酸期，EMP所占比例更大，HMP所占比例约为26％。生成丙酮酸后，一部分氧化脱羧生成乙酰CoA，一部分同定CO2生成草酰乙酸或苹果酸，草酰乙酸与乙酰CoA在柠檬酸合成酶的催化作用下，缩合成柠檬酸，继而生成异柠檬酸，再经氧化还原共轭的氨基化反应生成终产物谷氨酸。

N-糖基-2-取代-氨基硫脲及N-糖基-N′-取代-联二硫脲类化合物的合成

芳香酸经酯化、肼解 ,合环后再引入肼基 ,得 2 肼基 5 芳基 1,3 ,4 二唑 ( 2 ) ,芳基硫脲经环化、肼解得 2 肼基 4/ 6 取代 -苯并噻唑 ( 3 ) .糖基异硫氰酸酯 ( 1)分别与 2 ,3及N 取代氨基硫脲 ( 4 )发生亲核加成反应 ,制得系列新的N 糖基 2 取代 -氨基硫脲衍生物 5 ,6及N 糖基 N′ 取代 -联二硫脲类化合物 7.所有化合物的结构均经IR ,1HNMR ,MS谱和元素分析证实 .IR谱中 90 0cm-1附近的吸收及1HNMR谱中偶合常数JCl—H=9～ 10Hz ,证明产物为 β

1-芳酰基-4-(1′-N-β-D-吡喃型糖基)氨基硫脲类化合物的合成

通过２ ，３ ，４ ，６四 Ｏ乙酰 基β Ｄ吡 喃型 葡萄 糖 异硫 氰酸 酯（ ３） 和 ２ ，３ ，４三 Ｏ乙 酰基β Ｄ吡 喃型木糖 异硫氰酸 酯（ ４） 与 取代的芳 基酰 肼（５） 的亲 核加 成反 应合 成了 １０ 个 １芳酰 基４（１′ Ｎ２′，３′，４′，６′四 Ｏ乙 酰基β Ｄ 吡 喃 型葡 萄 糖 基） 氨基 硫 脲（６） 和７ 个 １芳 酰 基４（ １′ Ｎ２′，３′，４′三 Ｏ乙酰 基β Ｄ吡喃 型木糖 基） 氨基硫 脲（ ７） ，并 经脱除乙 酰基得 到１０ 个１芳 酰基４（１′ Ｎβ Ｄ吡喃型 葡萄糖 基） 氨基硫 脲（８） 和 ７ 个１芳酰 基４（１′ Ｎβ Ｄ吡喃型 木糖 基） 氨基 硫脲（ ９） ， 所得化合物 经元素 分析， Ｉ Ｒ，１ Ｈ Ｎ Ｍ Ｒ 确证

N-(2-甲氧羰基-1-甲基)-乙基-(N′-D-乙酰基吡喃型糖)硫脲类化合物的合成及生物活性

通过5种糖基异硫氰酸酯(4)与β-氨基丁酸甲酯(3)经亲核加成反应,合成了5种N-(2-甲氧羰基-1-甲基)-乙基-(N′-D-乙酰基吡喃型糖)硫脲,所得化合物经元素分析1、H NMR测试技术确证了结构。生测结果表明,该类化合物对烟草花叶病毒(TMV)具有一定的诱导抗性,而对黄瓜花叶病毒(CMV)无诱导抗性。

普鲁兰糖生物合成和分子量调控机制的研究进展

普鲁兰糖是由出芽短梗霉产生的一种胞外多糖,在食品、药物、化妆品等领域有广泛应用,但其具体的分子合成机制和分子量调控机制尚不明确。本文回顾了近年普鲁兰糖生物合成途径及分子量调控机制研究,并绘制了可能的普鲁兰糖合成途径,总结了影响普鲁兰糖产量和分子量的因素。

糖-缩氨基脲衍生物的研究

研究糖－缩氨基脲衍生物的合成，对确定特定的单糖或双糖是有价值的．选用乙酸钠调节ｐＨ值，因糖与盐酸氨基脲反应，合成糖－缩氨基脲衍生物，并通过熔点、元素分析，红外光谱与紫外光谱对合成的化合物进行了表征．又通过反应机理的详细阐述，较好地解释了一些实验事实．