高效液相色谱检测青海湖嗜盐菌胞内积聚的相溶物质四氢嘧啶

从20份青海湖水样中,分离获得了35株中度嗜盐菌株.耐盐梯度实验表明:水体中以中度嗜盐菌为主,约占65.7%;弱嗜盐菌次之,约占25.7%;非嗜盐菌与耐盐菌相对较少,约占8.5%.采用80%乙醇法抽提中度嗜盐菌胞内的Ectoine,利用TLC和HPLC分析,结果表明:青海湖中度嗜盐菌中,大多数胞内积聚相溶物质Ectoine;在最适生长盐度下,中度嗜盐菌QHL1、QHL5、QHL10、QHL26和QHL28的胞内Ectoine含量分别为258.6μg·mL-1、325.47μg·mL-1、208.8μg·mL-1、292.31μg·mL-1和295.13μg·mL-1,以此初步获得5株具有Ectoine高产潜力的野生菌株.

青海湖盐单胞菌Ectoine合成基因簇ectABC的重组共表达

盐单胞菌属(Halomonas)通过胞内积聚有机相容溶质(Compatible solutes)来抵抗胞外的高盐渗透压。为了探究相容溶质Ectoine合成代谢相关基因的结构特征和异源共表达的可能性,以青海湖盐单胞菌Halomonas sp.QHL1为材料,通过高效液相色谱(HPLC)分析不同盐梯度下QHL1胞内Ectoine的积聚量,并借助于染色体步移技术(Genome walking)捕获QHL1菌株的Ectoine生物合成基因簇ect ABC,利用分子克隆技术分析ect ABC基因簇的异源重组表达(E.coli BL21)。研究结果表明:胞内Ectoine的积聚量随着培养基中Na+浓度的增加而增加,最大积聚量为167.1 mg/g细胞干重(1.0 mol/L Na+),但菌体生长却受到高浓度Na+的强烈抑制作用。QHL1的ect ABC操纵子全长序列为3580 bp,结构基因ect A(579 bp)、ect B(1269 bp)与ect C(390 bp)串联排列。基于生物信息学预测分析,两个启动子(δ70与δ38因子控制)和若干未知功能的保守模序(Motifs)存在于QHL1的ect操纵子上游。构建重组表达载体p ET-28-ect ABC,并在E.coli BL21中异源表达ect ABC基因簇(2438 bp)。SDS-PAGE结果显示Ect A、Ect B和Ect C分别为27.2、52.5和20.8 k D,与预测结果一致,表明ect A、ect B和ect C基因能在E.coli BL21中实现异源共表达,为构建Ectoine合成代谢基因整合的系统代谢工程,并实现低盐发酵控制和过量化生产提供了重要的理论基础。

南极深海底泥中度嗜盐菌盐单胞菌属Nj223 ectC基因的克隆表达及ectoine合成酶性质分析

从南极深海底泥中筛选得到一株中度嗜盐菌Halomonas sp.Nj223,利用PCR技术,以该菌株基因组为模板,扩增出ectC基因。将目的基因的PCR扩增产物克隆至表达载体pET-his。经酶切、PCR鉴定、测序验证结果表明,目的基因插入的位置、大小和读码框均正确,表达载体构建成功。经SDS-PAGE分析,出现预期大小的目的蛋白条带。分离纯化复性的ectoine合成酶后测定其酶活力,在体外验证了ectoine的部分生物合成途径。进一步分析了pH和温度对酶活的影响发现,该酶最适pH为8.0,最适温度为25℃。

天然产物Ectoine与Hydroxyectoine的生物工程及医学应用研究进展

四氢嘧啶及衍生物(Ectoines,Ects)是嗜盐或耐盐细菌胞内合成的一类能够抵抗外界高盐胁迫的有机相容溶质(Compatible solute),主要包括四氢嘧啶(Ectoine)与羟基化四氢嘧啶(5-hydroxyectoine,5-HE)。在高温、干旱、高pH值、高压和高盐等极端环境条件下,Ects不仅能够平衡细胞的渗透压,而且对蛋白质、DNA、细胞膜以及整个细胞提供抗逆协助作用。本文综述了Ects对生物大分子和细胞的保护与稳定作用,以及在临床疾病治疗应用方面的辅助作用,并讨论与展望了Ects在生物医药制剂和生物保健开发等方面的应用前景。

南极深海底泥中产Ectoine中度嗜盐菌NJS-2的分离筛选及其性质研究

从南极深海底泥中分离到一株中度嗜盐菌NJS-2,经过16S rDNA(已提交GenBank,其登录号为DQ789389)序列分析、形态学和生理生化特征分析,该菌株初步鉴定为色盐杆菌属(Chromohalobacter).以其16S rDNA序列相似性为基础构建了包括8种相关种属在内的系统发育树.同源性分析表明,NJS-2与Chromohalobacter salexigens的16S rDNA相似性达到99%以上,应归属于色盐杆菌属,命名该菌株为Chromohalobactersp.NJS-2.研究了菌株NJS-2的相容性溶质四氢嘧啶(Ectoine)的累积及累积条件.研究发现,30℃条件下,在含2 mol/L NaCl的培养基中培养48 h,可最大诱导生成Ectoine 300 mg/L.反复渗透性休克试验表明:NJS-2在低渗条件下能够快速将细胞内的Ectoine分泌到细胞外,而在高渗环境中能够较快地重新合成.

Ectoine提高啤酒麦芽中酶的热稳定性的研究

研究了Ectoine对啤酒麦芽中淀粉酶、β-葡聚糖酶和纤维素酶热稳定性的影响。在不同浓度的Ectoine存在下,考察比较热处理后的上述3种酶的残余酶活性。结果表明,经80℃和90℃热处理10min后,与未添加Ec-toine的相比,添加5.0mmol Eectoine,淀粉酶残余酶活力分别提高了17.6%和26.8%;添加3.0mmol的Ectoine,β-葡聚糖酶残余酶活力分别提高了25.7%和34.6%;添加3.0mmol的Ectoine,纤维素酶残余酶活力分别提高57.6%和50.8%。

一株Ectoine生成菌DL031的分离及特性研究

从大连普兰店盐场盐池土壤中分离到一株产渗透压补偿溶质Ectoine的菌株DL031,通过16SrDNA序列分析,菌株DL031与Halomonas marina相似性为99%.菌株DL031可在含有0～200 g/LNaCl培养基中生长,生长最适NaCl浓度为100 g/L.DL031菌株在含有NaCl的培养基中诱导能合成Ectoine;在含3 mol/L NaCl的培养基,30℃诱导培养48 h,Ectoine的合成量为98.8 mg/L.

一株中度嗜盐菌SL21合成Ectoine的研究

从大连市普兰店盐场盐池淤泥中筛选出一株中度嗜盐细菌SL 21,对其进行形态和分子生物学鉴定.运用16 S rDNA技术建立SL 21系统发育树.该菌株为革兰氏阴性细菌,短杆状,最适生长NaCl浓度是10%.以其16S rDNA序列相似性为基础构建了包括7种相关种属在内的系统发育树.结果表明,SL 21与Halomonas venusta的同源性达到99%以上,应归属于盐单胞菌属.研究了中度嗜盐菌SL21的渗透压补偿溶质(Ectoine)的生成及生成条件.用含2 mol.L-1NaCl的肉汤培养基,在30℃条件下,培养48 h,诱导生成Ectoine为285.1 mg.L-1,其Ectoine生成的最适诱导温度是30℃,最适NaCl浓度是2 mol.L-1.

ECTOINE对糖化酶在逆环境下的保护作用

研究了ectoine对糖化酶在某些逆环境下的保护作用。结果表明e:ctoine对经高温、干燥、低温、高浓度盐条件处理的糖化酶均有明显的保护作用,4.0mmol/L的ectoine可使经90℃处理的糖化酶的残余酶活力提高49.2%;4.5 mmol/L的ectoine可使经干燥处理的糖化酶的残余酶活力提高49.8%;使经-20℃处理的糖化酶的残余酶活力提高21.7%;3.0mmol/L的ectoine可使经4mol/LNaCl处理的糖化酶的残余酶活力提高19.1%。

Halobacillus trueperi SL39 Ectoine诱导生成条件研究

研究了耐盐菌Halobacillus trueperiSL39在NaCl的诱导下,体内合成渗透压补偿溶质Ectoine,并优化Ectoine合成的诱导条件。采用高效液相色谱检测Ectoine合成量,结果表明,耐盐菌Halobacillus trueperiSL39合成Ectoine的最适诱导条件为30℃,初始pH 7.0,NaCl浓度2.0 mol/L,诱导48 h,合成量高达304.8 mg/L,胞外释放量为90.11%。

Ectoine对Cu-Zn型SOD酶热稳定性的影响

研究了Ectoine对Cu-Zn型SOD酶在热处理条件下的保护作用.研究结果表明,Ectoine对经热处理的Cu-Zn型SOD酶有明显的保护作用.0.7 mmol/L的Ectoine可使经50、90、100℃处理的Cu-Zn型SOD酶的相对酶活力分别提高25.7%、19.0%、13.2%;0.5 mmol/L的Ectoine在60℃下可使酶活提高26.5%;0.3 mmol/L的Ectoine在80℃下可使酶活提高22.1%,0.1 mmol/L的Ectoine在70℃下可使酶活提高28.6%.Ectoine与脯氨酸、甘油、海藻糖、谷氨酸、甜菜碱,在相同热处理条件下比较,Ectoine对Cu-Zn型SOD酶的热保护作用最为明显,且用量最少.

一株耐盐菌EC51的生长特性及其系统发育分析

从大连市普兰店盐场盐池底部的淤泥中筛选出一株耐盐菌EC51,研究了分离菌株的形态和生长特性,该菌株为革兰氏阳性杆状菌。以其16S rDNA序列相似性为基础构建系统发育树。结果表明,EC51与Bacillus Pumilus的相似性达到99%。耐盐菌EC51的渗透压补偿溶质(Ec-toine)生成情况实验表明,用含2 mol/L NaCl的肉汤培养基,在30℃条件下培养48 h,诱导生成Ectoine为197.8 mg/L。

用耐盐菌SL07合成Ectoine

以耐盐菌SL07为生产菌,在30 L发酵罐中合成ectoine。首先确定最佳诱导培养基,并在发酵过程中调节pH可提高ectoine合成量。在pH恒定条件下加盐,合成量降低10%;加蛋白胨,合成量提高43%。发酵后的菌体可重复诱导培养,ectoine合成量比第1次高出40%。

Ectoine高产菌株Halomonas sp.XH26的鉴定及紫外诱变选育

通过紫外线诱变小柴旦盐湖盐单胞菌菌株Halomonas sp.XH26,以获得高产Ectoine的突变株,为工程生产Ectoine提供优良的发酵菌源。采用形态学观察、生理生化试验及16S rRNA基因测序分析明确菌株的分类地位。紫外诱变筛选Ectoine产量超过原始菌株2倍以上的正向突变菌株,HPLC测定胞内Ectoine产量,并对突变株进行连续培养,研究Ectoine的产量稳定性。实验结果显示:原始菌株XH26(Ectoine优化产量456.82 mg/L±15.72 mg/L,CDW 0.71 g/g±0.04 g/g),经9轮紫外循环诱变处理后(50 s为最佳诱变时间),获得7株高产Ectoine突变菌,Ectoine产量均大幅提高(约200%)。其中,积聚量最大的菌株HU09-32,产量可达1351.09 mg/L±17.69 mg/L(增幅290%),将7株突变菌连续培养40 d(接种2 d/次),胞内Ectoine产量稳定,生长特性、增殖速度与积聚量明显优于原始菌株XH26,具有很好的发酵生产和工业应用潜力。

ECTOINE提高微生物细胞耐热性研究

本文研究报道由耐盐微生物在高渗环境下诱导合成的相容性物质Ectoine对微生物细胞耐热性的影响。经2 mol/L NaCl诱导培养的耐盐细菌SL31,因细胞内积累了Ectoine而获得耐热性。在供试的非Ectoine合成菌株的热处理体系中,外源加入Ectoine,能够提高细胞的耐热性。不同的微生物细胞在特定的处理温度下,其最佳热保护效果的Ectoine添加浓度不同。

一株耐盐菌DL41诱导合成Ectoine及海藻糖的研究

从盐池淤泥中采集土样,用盐梯度法筛选分离得到一株耐盐微生物DL41,对其进行菌落及菌体形态、分子生物学鉴定和生长特性研究.通过PCR技术,进行16S rDNA鉴定,建立系统发育树.还研究了耐盐微生物DL41合成相容性物质Ectoine和海藻糖诱导条件.

高产Ectoine耐盐菌株的筛选

对产Ectoine的耐盐菌株进行筛选,在不同盐度条件下进行Ectoine诱导、释放和检测,并对菌种形态进行鉴定。实验过程中,从盐度15%~25%均检测出Ectoine,进行综合比对得出结论 GH07菌株为高产Ectoine耐盐菌株。

Study on the Photoprotection Effect of A Composition of Hyaluronic Acid and Ectoine

Photoprotection effect of the hyaluronic acid and ectoine composition was studied by evaluated its effects on inhibiting oxidative stress and MMP-1 production,ROS scavenging ability and promoting collagen synthesis in skin cells under blue light irradiation.The result show that the composition is non-toxic to keratinocytes within a concentration of 5%.And the sample can significantly inhibit the increase of reactive oxygen species(ROS)caused by blue light irradiation at a concentration of 2%,and can also repaire the damaged skin by scavenge oxygen free radicals.At the same time,the composition can inhibit the increase of MMP-1 caused by blue light irradiation,so as to have the effect of inhibiting the decomposition of collagen and promoting the secretion of Collagen I.

一株渗透压补偿溶质Ectoine生成菌的分离及其分子生物学鉴定

从大连普兰店盐场盐池底土壤中筛选获取一株产渗透压补偿溶质Ectoine的耐盐菌株SL39,其16SrDNA序列分析表明,菌株SL39与Halobacillustrueperi具有100%同源性。该菌株最适生长温度为30℃,最适初始pH为7.0,能够在0￣25%(w/v)NaCl浓度范围内生长,最适生长NaCl浓度为5%(w/v)。SL39菌株在2mol/LNaCl的培养基中诱导能合成Ectoine,在30℃诱导培养48h其合成量为304.8mg/L。

相容溶质四氢嘧啶与羟基四氢嘧啶的代谢调控研究进展

四氢嘧啶(Ectoine)及其衍生物羟基四氢嘧啶(5-hydroxyectoine,5-HE)是嗜盐微生物胞内合成的一类能够抵抗外界高盐胁迫的相容溶质,具有细胞、细胞膜、蛋白质和核酸的保护作用,可抵抗高盐、高温、冷冻和干燥等极端环境因素的刺激,从而倍受关注。本文对不同类型微生物Ectoine/5-HE(Ects)生物合成代谢、分解代谢以及吸收/转运系统涉及的调控机制进行综述,以期为Ects合成产量的提升与高效积聚策略的优化,提供一定的理论参考依据。