植物乳杆菌DMDL 9010胞外多糖合成蛋白cpsB的生物信息学分析

为了探讨植物乳杆菌DMDL 9010胞外多糖合成蛋白cpsB的结构特性,该文通过生物信息学技术研究了胞外多糖合成蛋白cpsB的理化性质、亲/疏水性、跨膜结构、功能位点、磷酸化位点、信号肽、结构域、保守功能域、序列同源性以及空间结构进行预测与分析。结果表明胞外多糖合成蛋白cpsB相对分子质量约为2920,等电点6.86,含有191个氨基酸;其为疏水蛋白,具有较高的稳定性;经过跨膜结构预测,发现其不存在跨膜结构,为胞内蛋白;胞外多糖合成蛋白cpsB中含有15个磷酸位点;氨基酸序列中不包含信号肽,所编码蛋白均为内分泌型蛋白;保守功能域预测中,基因中仅发现一段PHP结构域,该基因可能参与调节胞外多糖的基因表达。胞外多糖合成蛋白cpsB的二级结构中α-螺旋占51.14%,并不存在β-折叠和β-转角结构,其三级结构比例与二级结构基本相似。该研究对植物乳杆菌DMDL 9010的胞外多糖合成蛋白cpsB功能机制进行深入研究,对利用基因工程技术研究其胞外多糖的生物合成具有重要意义。

微生物胞外多糖的来源、生物合成及功能研究进展

胞外多糖是由微生物合成的一种功能多样的聚糖化合物。近年来研究发现,胞外多糖具有吸附性、亲水性、粘结性及免疫活性等特性,在多学科研究中受到广泛关注。目前胞外多糖的生产和提纯过程存在成本高、收率低等问题,阻碍了其规模化生产和商业应用。系统介绍了胞外多糖的微生物来源、生物学特征和生理功能,重点阐述了几种具有工业应用潜力的胞外多糖的生物合成机制,列举了胞外多糖最新的应用方向,并对胞外多糖的生物合成机制以及胞外多糖的规模化生产和多领域应用进行了展望。希望为进一步开发利用胞外多糖产生菌的菌种资源、深入研究微生物胞外多糖功能和活性机制以及发酵生产过程、以及对胞外多糖在多学科和多领域的广泛应用的优化提供参考。

中性水相介质中开菲尔胞外多糖与乳清蛋白的相互作用

以中性水相为介质,制备开菲尔胞外多糖(Kefiran)-乳清蛋白(whey protein,WP)共混体系,采用扫描电镜、激光粒径仪、荧光光谱分光光度计和流变仪,通过对共混体系的粒径、电位绝对值、微观结构、荧光光谱和流变特性进行测定,研究共混体系中Kefiran与乳蛋白的相互作用。研究结果表明,在Kefiran/WP混合体系中,通过Kefiran与WP之间相互作用,粒径增大,Zeta-电位绝对值减小,紫外吸收峰强度和荧光强度均降低。微观结构表明,与乳清蛋白表面粗糙疏松的颗粒状结构和具有薄膜特点的Kefiran表面光滑、结构疏松、间或呈网状结构相比,Kefiran-WP混合体系呈碎片状、表面紧密光滑的聚合物结构。流变学特性表明,Kefiran与WP之间出现耗尽作用,使得混合体系的表观黏度增加,凝胶特性增强。而Kefiran-WP混合体系的稳定性明显更依赖于频率。

植物乳杆菌PA01胞外多糖合成条件的优化

旨在通过优化合成条件来提高植物乳杆菌PA01(Lactobacillus plantarum PA01)胞外多糖产量,为乳酸菌胞外多糖的应用与开发提供基础。该试验通过单因素和响应面法优化植物乳杆菌PA01合成胞外多糖培养基成分及发酵条件。结果表明:优化后获得最佳培养基组成及发酵条件为:大豆蛋白胨19 g/L,葡萄糖15 g/L,发酵温度34℃,培养时间36 h,培养基初始pH 6.6,接种量3%。在此条件下,植物乳杆菌PA01胞外多糖的产量理论上可以达到261.56 mg/L,较优化前提高了约1倍。

乳酸菌胞外多糖的合成、生物活性及应用研究进展

乳酸菌是食品工业中应用广泛的一类益生菌,其生长代谢过程中会产生次级代谢物——胞外多糖(EPS)。胞外多糖因其安全性高、天然无毒副作用,以及丰富的生物活性(如抗氧化活性、免疫活性、抗炎活性等)等特点而受到广泛的关注和研究。乳酸菌胞外多糖产生受很多因素(如碳源、氮源、pH等)影响,导致其结构也多种多样。该文综述了常见的乳酸菌胞外多糖、合成途径及影响其合成的因素,归纳了乳酸菌胞外多糖的生物活性,及其在食品和医药等领域的应用,并总结了其目前存在的问题及未来发展的方向,旨在为乳酸菌EPS的研究与生产应用提供指导。

环二鸟苷酸调控细菌胞外多糖生物合成的研究进展

细菌胞外多糖(Exopolysaccharide,EPS)是细菌生长代谢过程中自身合成并分泌到细胞壁外的一种次级代谢产物,可以调节细胞对不同基质的初始附着,保护细胞抗环境胁迫和脱水。作为潜在的益生元,EPS具有安全,无毒和特殊的理化性质,广泛应用在食品、医药、生物和工业等领域。然而,细菌代谢系统复杂,EPS的生物合成机制仍未得到全面解析。环二鸟苷酸(Cyclic diguanylate,c-di-GMP)作为一类重要的第二信使,在细菌的生物被膜形成、运动性、黏附、毒力以及EPS合成等众多生理活动上发挥重要的调控作用。c-di-GMP转录调控机制的解析,为探明细菌EPS的生物合成机理提供了全新的思路。本文详细总结了c-di-GMP的特性及合成降解途径,重点综述c-di-GMP在介导细菌EPS生物合成过程中的调控机理。本篇综述为揭示细菌EPS生物合成机理和构效关系的研究提供理论基础。

肠膜明串珠菌胞外多糖合成的蛋白组学分析

以高产胞外多糖的肠膜明串珠菌BD3749为材料,通过双向电泳技术分析了产糖过程中的蛋白质组。结果表明,在产糖过程中有131个蛋白发生了明显变化(2倍以上),其中25个蛋白有显著改变(10倍以上)。初步的质谱鉴定表明,其中包含GH70家族的糖基转移酶、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶以及分子伴侣。肠膜明串珠菌胞外多糖的合成是一个复杂的过程,涉及众多基因在蛋白水平的变化。

控制pH环境对出芽短梗霉胞外多糖合成的影响

采用添加 Ca CO3 和 HCl的方法研究了 p H对出芽短梗霉多糖发酵的影响规律。在 P2培养基中发酵2 4 h,该菌有一个强烈的产酸期 ,导致 p H迅速下降到 3.6左右。在此 p H环境下继续发酵 12 0 h,多糖产量仅为 5.9g/ L。如果用 MP2培养基 (P2 + 0 .5% Ca CO3 )发酵 ,由于 Ca CO3 缓冲了发酵 p H的下降 ,在整个发酵过程中 p H值可以维持在 5.0以上 ,多糖产量达到 31g/ L。该菌的多糖合成不仅与发酵初始 p H有关 ,关键还在于整个发酵过程中发酵 p H值必须维持在 5.0以上。

唾液链球菌嗜热亚种LCX2001胞外多糖合成条件的研究

从众多的用于乳酸菌生长的合成和半合成培养基（ＭＲＳ、Ｍ１７、ＡＴＰ、ＳＬ、Ｅｌｌｉｋｅｒ、ＳＤＭ），选择了ＡＴＰ作为唾液链球菌嗜热亚种 ＬＣＸ２００１胞外多糖产生的基本培养基，在此基础上开发了 ＬＣＸ合成培养基，并对碳源、培养基的初始ｐＨ、发酵温度和发酵时间进行了探讨。该菌生物合成ＥＰＳ的工艺条件为：葡萄糖和／或乳精是该菌株合成ＥＰＳ的合适的碳源，添加量为２０ｇ／Ｌ，培养基的初始ｐＨ值为６．５，发酵温度为３５℃，发酵时间为２０ｈ。

乳酸菌胞外多糖的结构、生物合成及其应用

胞外多糖(EPS)是微生物在生长代谢过程中分泌到细胞壁外常渗于培养基的一类糖类化合物。这些高分子糖类聚合物因具有独特的流变学特性和分子结构,可作为增稠剂、乳化剂和稳定剂等在食品和非食品工业中发挥重要作用。一些乳酸菌胞外多糖还具有促进免疫、降低胆固醇和抗肿瘤等特性。本文综述了乳酸菌胞外多糖的化学结构、生物合成机制及其在食品中的应用。

植物乳杆菌C88胞外多糖生物合成基因的克隆及序列比对

乳酸菌胞外多糖能显著改善发酵乳制品及食品的流变学和质构特性。为进一步了解乳酸菌胞外多糖的生物合成途径及调控机制,本研究对参与植物乳杆菌C88胞外多糖生物合成基因簇的部分序列进行了克隆和鉴定。根据GenBank中已报道植物乳杆菌基因序列的保守区域设计特异性引物,扩增出植物乳杆菌C88生物合成蛋白基因(cps4A)序列,并通过染色体步移方法克隆了植物乳杆菌C88参与胞外多糖合成基因簇的部分序列(4.9kb)。利用生物信息学方法预测基因簇中6个阅读框的结构和功能,结果表明该序列与已报道的乳酸杆菌胞外多糖生物合成基因具有高度的同源性(>96%);对各阅读框功能预测分析发现,这6个基因主要编码参与胞外多糖合成中的多糖合成蛋白、糖链长度检测蛋白、UDP-葡萄糖-4-异构酶和糖基转移酶。本研究将为利用基因工程方法调控多糖的合成和产量提供理论依据。

影响乳酸菌胞外多糖合成的因素

乳酸菌胞外多糖能够明显提高乳制品感官特性研究日益深入。但如何从合成条件出发提高其产量是首要解决的问题,其中包括从自身遗传角度、培养基的类型、培养时间、温度、pH值等合成因素对对胞外多糖产量的影响。

乳酸菌胞外多糖的生物合成及其遗传调控

作为食品级的乳酸菌分泌的胞外多糖,由于其具有很多优良的功能特性,成为了近年来的研究热点。胞外多糖产量偏低限制了其工业化应用,因此从基因水平上探索增加乳酸菌胞外多糖产量的途径是大有裨益的。文中详细阐述了胞外多糖的分类、结构,同型多糖和异性多糖生物合成过程及其差异,以及在合成过程中的遗传调控,并介绍了一些增加产量的有效调控手段,为深入的研究提供理论参考。

嗜热链球菌胞外多糖生物合成的研究进展

嗜热链球菌是一种公认的安全性益生菌,作为重要的食品发酵剂,广泛应用在发酵乳和奶酪等食品工业生产中,在发酵过程中起着重要的作用,日益成为食品科学研究的热点之一。由于与其他微生物菌株相比安全性高,目前在医药保健等行业中也有着广泛的应用。在嗜热链球菌代谢产物研究中,胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)因独特的理化特性和生理功能而备受研究者青睐。嗜热链球菌来源的EPS不但具有降低胆固醇、抗肿瘤和促进肠道粘附等生理功能,而且还能够作为食品添加剂和稳定剂显著改善食品物性。本文重点介绍了嗜热链球菌EPS的生物合成、EPS合成基因簇及其代谢调控,期望为嗜热链球菌EPS生物合成的深入研究提供参考。

细菌胞外多糖的生物合成与基因控制

细菌胞外多糖是指细菌在生长发育过程中合成并分泌到细胞外的长链,高分子糖类聚合物。细菌胞外多糖的生物合成途径涉及装配、多聚化及运输三个过程,是多种酶和转运系统的结果,其发生的部位包括胞内和胞外,有些合成过程会发生在细胞壁上,对于胞外多糖合成相关基因的报道,发现控制胞外多糖合成是一大类基因簇,不同的菌株其基因簇的数量和种类各不相同。这些研究的不断更新为将来胞外多糖的应用提供了更加广阔的前景。

桦褐孔菌胞外多糖脱蛋白工艺比较研究

采用正交试验设计,以蛋白质脱除率和多糖损失率为指标,比较研究了Sevag法、三氯乙酸法和酶法对桦褐孔菌胞外多糖的脱蛋白工艺。结果表明:三氯乙酸法脱蛋白效果最佳,其优化工艺为三氯乙酸浓度0.5mol/L,加入量15%,振荡时间20min,静止时间40min,蛋白质脱除率为68.5%,多糖损失率为2.45%。

保加利亚乳杆菌胞外多糖合成条件的优化及其在发酵乳中的应用研究

研究了不同碳源、氮源、碳氮比及发酵条件等因素对保加利亚乳杆菌Y5菌株产胞外多糖的影响。结果表明,以果糖为碳源时,胞外多糖的产量是55.46 mg/L,显著高于用半乳糖作为碳源时的产量(29.59 mg/L);以鱼蛋白胨作为氮源为时,胞外多糖产量可达到46.89 mg/L,明显高于用胰蛋白胨作为氮源时的产量(P<0.01);当碳氮比为2︰1时,Y5菌株产生的胞外多糖最多,可达50.10 g/L,显著高于碳氮比为1︰2时的产量(P<0.01)。培养温度为40℃,发酵时间为16h,初始pH值为6.0,葡萄糖添加量为2%的发酵条件是Y-5菌株产胞外多糖的最佳工艺条件,其胞外多糖水平可达105.36 g/L。与采用ST和LB菌株的发酵乳相比,应用Y5菌株生产的发酵乳,其乳清析出量仅为7 mL(P<0.01);冷藏30 d后,Y5菌株制备的发酵乳仍能维持107 mL-1以上的活菌数,明显高于对照菌株的存活数量(P<0.01)。

乳酸菌胞外多糖生物合成与遗传调控研究进展

乳酸菌是被公认的安全食用菌株,其合成的胞外多糖由于具有良好的物理学特性和生物学活性,受到人们的广泛关注。了解多糖合成途径和糖基代谢过程对于改变多糖结构与产量具有重要意义。就乳酸菌胞外多糖生物合成途径、遗传调控以及在控制多糖产量与结构方面的研究现状进行简述。

灰树花胞外多糖脱蛋白工艺研究

以脱蛋白效率和多糖损失率为评价指标，分别考察Sevag法、酶法和三氯乙酸法三种脱蛋白方法对灰树花胞外多糖的脱蛋白效果的影响。结果显示，三氯乙酸法脱蛋白优T-Sevag法和酶法，三氯乙酸的最佳添加量为3％，此时的脱蛋白效率为68．40％，多糖损失率为21．11％。紫外光谱扫描结果显示，经过三氯乙酸脱蛋白处理后的灰树花胞外多糖在波长200--600nm范围没有明显吸收峰，表明粗多糖中的蛋白已基本除去。三氯乙酸法可作为灰树花胞外多糖纯化的一种有效的脱蛋白方法。

长双歧杆菌22-5胞外多糖(EPS)合成条件的优化

针对筛选出的产胞外多糖优良菌株长双歧杆菌22-5,采用单因素及正交试验,对其培养基组分及培养条件进行优化,确定生产EPS的最适培养基组成为蔗糖20g,大豆蛋白胨10g,MnSO4为5g,牛肉膏10g,乙酸钠5g,柠檬酸铵2g,K2HPO4为2g,MgSO4·7H2O为0.58g,吐温80为1mL,蒸馏水1000mL;最适培养条件为初始pH值为5.0,20℃厌氧培养20h。优化后菌株22-5EPS的产量可提高到1000mg/L,是为优化前的3倍。