毕赤酵母中外源表达脂肪酰-CoA还原酶生产脂肪醇

【目的】通过在毕赤酵母Komagataella pastoris GS115中外源表达来源于霍霍巴[Simmondsia chinensis(Jojoba)]的脂肪酰-Co A还原酶Jojoba FAR,利用微生物发酵生产脂肪醇。【方法】以质粒p RL105为模板PCR扩增获得霍霍巴脂肪酰-Co A还原酶的编码基因,以p GAPZαA为载体构建重组表达质粒p GAP-far,并通过电转化法转入K.pastoris GS115,筛选转化子并发酵,气相色谱-质谱联用检测发酵产物。【结果】构建了毕赤酵母重组菌株p GAPZ-far-GS115,通过摇瓶发酵检测到脂肪醇的合成。随后在7 L规模的发酵罐上发酵验证,得到脂肪醇产量为134.74 mg/L,产率为1.22 mg/(L·h)。【结论】实现了脂肪醇在毕赤酵母中的生物合成,为工业上利用毕赤酵母生产脂肪醇奠定了一定基础。

基于结构B因子分析指导的头孢菌素C酰化酶动力学稳定性改造

【目的】筛选Pseudomonas sp.SE83 acy Ⅱ定点饱和突变库,获得动力学稳定性提高的头孢菌素C(CPC)酰化酶突变体,并对突变酶进行初步的结构-功能关系分析。【方法】靶标酶Pseudomonas sp.SE83 acy Ⅱ与Pseudomonas diminuta N176具有较高的同源性,通过分析N176的结构B因子,构建CPC酰化酶SE83定点饱和突变库;基于pH指示剂显色法,采用Biomek FX^P自动工作站建立CPC酰化酶高通量筛选方法,获得优良突变酶,对其活性、稳定性等酶学性质进行表征;利用SWISS-MODEL对突变体进行同源建模,探讨突变体结构与功能的关系。【结果】通过B因子分析和同源结构比对,共找出9个靶标位点;经过3轮筛选,发现R218及K226位点突变显著提高酶的热稳定性,其中最显著的R218Q和K226V在40°C的半衰期分别为野生型的3.77和2.77倍,催化效率k_(cat)/K_m分别为野生型的1.8和3.1倍。同源建模分析表明氢键作用和疏水相互作用的增加可能是突变体稳定性提高的原因。【结论】B因子指导的酶分子改造是一种高效可靠的动力学稳定性改造策略,突变体R218Q和K226V均可提高CPC酰化酶的稳定性和催化效率,对进一步的CPC酰化酶分子改造具有一定的参考价值和指导意义。

定量监控大肠杆菌主代谢目标蛋白质及中间代谢物

【目的】监控大肠杆菌(Escherichia coli)主代谢通路上蛋白表达状况及中间代谢物变化,为代谢工程改造提供基础性数据及检测方法。【方法】利用Skyline软件靶向设计主代谢(糖酵解途径、磷酸戊糖途径、三羧酸循环、混合酸发酵途径及脂肪酸合成途径)目标蛋白质label-free(MRM)方法对其相对定量监控;在相同质谱平台(Triple Quad 4500)上利用LC-MS/MS(MRM)方法对目标中间代谢物绝对定量监控。【结果】实验表明不同生长时期内(对数生长期、稳定期及衰亡期)大肠杆菌主代谢蛋白质表达表现出4种不同的变化现象,某一代谢通路上的单一蛋白不能反映该通路的表达状态;磷酸戊糖途径、混合酸发酵途径以及三羧酸循环途径中较多的蛋白质在衰亡期表达量最高,但几种目标中间代谢产物(ATP、ADP、AMP、NAD+、NADH、NADP+、NADPH、Co A、acetyl-Co A)的积累量与对数生长期相比,稳定期及衰亡期都相应减少(除了acetylCo A以外)。【结论】该文中使用的检测方法可以有效地反映大肠杆菌体内代谢的基本状况。