代谢工程大肠杆菌高效利用甘油合成丁二酸

为了构建高产丁二酸的重组大肠杆菌,以删除了乙酸激酶和磷酸乙酰转移酶基因(ackA-pta)、乳酸脱氢酶基因(ldhA)和丙酮酸甲酸裂解酶基因(pflB)的大肠杆菌CICIM B0013-025为出发菌株,将其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(ppc)基因的启动子替换为温度诱导的λ噬菌体启动子P_L-P_R,获得温度调控型的丁二酸合成菌株B0013-026。继而通过发酵条件优化,建立了两阶段发酵法:菌株的生长温度和诱导温度分别为37和42℃,以甘油为碳源并添加入5 g/L蛋白胨,发酵产酸阶段在微供氧(100 r/min)条件下进行。在5 L发酵罐中采用最优条件进行发酵,丁二酸的产量、生产强度和甘油转化率分别为62.5 g/L、1.04 g/(L·h)和64.2%,而且发酵液中仅有少量的α-酮戊二酸(3.0 g/L)和乙酸(1.8 g/L)等副产物积累,实现了以甘油为唯一碳源高效合成丁二酸,为其工业化生产提供了重要参考。

黑曲霉果糖基水解酶的重组表达及酶学特征分析

目的:果糖基转移酶在新型果糖基衍生品的制备过程中具有重要作用,获得酶活高、性能优良的果糖基水解酶是关键。方法:利用MEGA 4.0以及Clustal X2等软件对黑曲霉的基因组进行分析,遴选了5个果糖基水解酶基因,接着将它们在毕赤酵母中进行了克隆表达,并研究了重组酶的酶学性质。结果:在摇瓶水平上,重组酶Fru1和Fru5的酶活分别为1360和1560 U/m L,远高于目前已报道的果糖基水解酶的酶活。重组酶Fru1的最适反应温度和p H分别为45℃和5.5,EDTA对它有微弱的促进作用,Fe^(2+)、Na+、Co^(2+)、Cu^(2+)和Ca^(2+)会轻微地抑制酶活,该酶对蔗糖既有水解作用,又有转苷活性,还可以水解菊粉中的二糖到五糖;重组酶Fru5的最适反应温度和p H分别为50℃和5.0,Li^+、Na^+和EDTA对其酶活有促进作用,但Fe^(2+)则强烈抑制酶的活性,它还可以水解蔗糖以及菊粉中几乎所有的大分子糖。结论:本研究为果糖基水解酶的工业化生产及其在新型果糖基衍生品制备过程中的应用提供了可能途径。

米曲霉β-半乳糖苷酶系的克隆表达与酶学特性分析

摘要：本研究通过对米曲霉的3个β-半乳糖苷酶基因O158、AO及O76进行了克隆与表达，成功构建了相应的重组菌GS115（pPIC－0158）、GS115（pPIC—AO）和GS115（pPIC－076），并获得相应的重组酶。进一步分析发现，重组酶O158、AO和O76的最适作用pH分别为4．0、5．5和7．0；最适作用温度均为50℃；在pH5．0～7．5之间或30—40℃均较为稳定。Mn^2＋对重组酶O158、AO和O76有明显的激活作用，而Fe^2＋、Cu^2＋和Zn^2-则强烈抑制它们的酶活。O158、AO和O76只对乳糖具有水解与转苷活性，而且AO对乳糖的亲和力和催化效率均高于O158和O76。此外，在所试米曲霉菌种中不存在参照基因组中的β-半乳糖苷酶基因O42。本文系统地对米曲霉的3个β-半乳糖苷酶进行了异源表达及酶学性质的研究，为其大规模生产及工业化应用奠定了基础。

重组聚半乳糖醛酸酶PGB的生化特征及其酶解产物活性分析

解析重组聚半乳糖醛酸酶PGB的酶学性质,研究PGB制备的果胶水解物的基本成分和生物学活性。通过摇瓶发酵制备聚半乳糖醛酸酶酶液,研究其基本酶学性质。再在最优作用条件下对果胶进行水解,并考察水解产物的组成、抗菌活性和抗氧化活性。在摇瓶发酵水平,黑曲霉聚半乳糖醛酸酶PGB的酶活达到10790 U/m L;该酶的最适作用温度和p H分别为55℃和5.0;在40℃或p H4.0~6.0条件下具有较好稳定性。Mg^(2+)和Cu^(2+)对其活性有促进作用,K^+、Ca^(2+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)、Co^(2+)、Fe^(3+)和Fe^(2+)等对其活性均有不同程度的抑制作用;它对低酯果胶的K_m和V_(max)分别是0.756 mg/m L和9.225 mg/(m L·min)。高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测法(HPAEC-PAD)的分析表明,PGB对果胶的酶解产物是半乳糖醛酸单体和聚合度2~4为主的寡聚半乳糖醛酸,它对金黄色葡萄球菌的生长有显著抑制作用,其最小抑菌浓度和抗氧化活性分别为0.64 mg/m L和6.125 U/m L。