光酶级联一锅法合成手性脂肪胺

对映体脂肪胺在有机合成与化工领域具有广泛的应用,但其主要依赖于金属催化获得.我们设计了一种光催化与酶催化级联催化的合成方法,由脂肪醇出发合成手性脂肪胺.通过筛选,发现9-芴酮在可见光激发下可高效催化脂肪醇氧化为脂肪酮,后者作为反应中间体被转氨酶在胺供体存在下经转氨反应合成手性胺.在一锅法条件下,该级联方法转化率可达99%,目标产物的光学纯度>99%.此外,该光催化体系可分别与手性互补的转氨酶级联,进而获得手性反转的脂肪胺产物.该光酶级联催化方法充分结合了光催化的高效率与酶催化的立体选择性优势,为手性脂肪胺类分子的合成提供了一种新型合成方法.

大肠杆菌必需基因的CRISPR-Cas9敲除策略及高效质粒置换方法

由于必需基因的功能必须性使其难以从基因组上被删除,而此前报道的方法存在效率低、非无痕敲除等缺点。基于此,该文建立了一种基于CRISPR/Cas9的基因组必需基因高效无痕敲除方法。以大肠杆菌metK基因(编码S-腺苷甲硫氨酸合酶)为例,首先将metK基因克隆至质粒pTarget-metK,并采用定点突变方式将metK基因进行同义突变移除对应的PAM序列,构建获得质粒pHL3。进一步构建含有与pHL3相同metK的回补质粒,pCas、pHL3及回补质粒依次转化即可完成基因组必需基因的高效无痕敲除。该方法对必需基因metK编辑时编辑效率可达100%。为了研究必需基因的酶学性质改变对宿主代谢的影响,探索了基于质粒不相容及Flp/FRT系统对回补质粒的置换效率,发现基于Flp/FRT系统可实现回补质粒高效置换。生长测试表明携带metK野生型或是PAM位点突变的metK编辑菌株与野生型菌株在LB培养基和M9培养基中生长无明显差异,而对L-甲硫氨酸亲和力下降MetK突变体则表现明显的生长延滞。

基于恒温催化反应过程中吸光度实时测定的漆酶活性快速测定

通过使用恒温反应分光光度系统,建立基于恒温催化反应过程中实时测定吸光度的漆酶活性快速测定方法。酶的催化反应与吸光度的检测在同一时空进行,实现了检测过程中酶催化反应温度的精确控制及催化反应时长的精确计量。通过考察与催化反应体系溶氧浓度相匹配的底物2,2’-连氮基-双-(3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸)二铵盐[2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)diammonium salt,ABTS]和待测酶液的适宜浓度,以确保依据初始催化反应速率计算酶活性,最短仅需2 s,连续测定3个吸光度的变化,即可计算酶活性。

本氏烟草悬浮细胞NBS-1的创建及底盘特征分析

植物合成生物学在植物天然产物的发掘制造方面具有明显的理论优势,但因缺乏高效的底盘系统及相关使能技术,其对生物合成领域的贡献有限。最常用的植物底盘——烟草由于操作周期长、改造难度大、代谢及纯化背景复杂、烟碱毒性和农业生产难精准控制等问题,而烟草悬浮细胞底盘体系可有效解决上述问题。本研究旨在开发出生长快速、生物量高、分散度好、转化效率高、烟碱含量极低并具备较高科研价值及工业化潜力的烟草悬浮细胞底盘。选取分子技术高适用性的本氏烟草(Nicotiana benthamiana),诱导获得的悬浮细胞NBS-1生长迅速、分散性好,最高生物量可达到476.39g/L(鲜重),各项参数均远超常用的烟草BY-2(Nicotiana tabacum L.cv Bright Yellow 2)细胞系。常用的pEAQ-HT高效瞬时表达系统在NBS-1中的转化表达效率可达81%,远高于BY-2。利用转录组数据对BY-2和NBS-1的代谢特征及偏好性进行分析,发现NBS-1的黄酮类等化合物合成通路基因的表达显著高于BY-2,且NBS-1的生物碱合成通路基因的表达显著低于BY-2,并通过代谢物含量测定实验验证了该分析结果,表明NBS-1极低烟碱含量的同时,为该底盘对应产品的选择提供参考。综上,本研究开发出的生长转化优异、黄酮类含量较高且烟碱含量极低的本氏烟草悬浮细胞底盘NBS-1,对于开发烟草悬浮细胞底盘有重要指导意义。

肠道菌群及其代谢产物对心肌纤维化影响与治疗的研究进展

心肌纤维化是多种心血管疾病,如冠心病、心肌梗死和心力衰竭等的终末期表现和主要致病因素。研究发现,免疫和炎症过程在心肌纤维化的发病机制中起决定性作用。近年来,人们发现肠道微生物在心肌纤维化的发病机制和发展中起着至关重要的作用。肠道菌群的失调可导致微生物的代谢产物转移到血液循环中,如短链脂肪酸、脂多糖和氧化三甲胺等。这些代谢物直接或间接地诱导组织损伤免疫和激活全身炎症反应,进而影响心肌纤维化。如何改变肠道菌群来改善心肌纤维化已成为当前的研究重点,包括饮食干预、使用抗生素、补充益生菌和益生元,以及粪便微生物群移植等。本综述旨在回顾肠道菌群及其代谢产物与心肌纤维化的相互作用,介绍通过干预肠道菌群改善心肌纤维化的研究进展,为心肌纤维化的治疗提供新思路。