2020, 39(2):1-9. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.001 CSTR:
摘要:为了实现Bacillus stearothermophilus嗜热脂肪芽孢杆菌来源的麦芽糖淀粉酶基因amyM(EC 3.2.1.133)在枯草芽孢杆菌中的重组表达,以opt-amyM/T质粒为模板进行PCR扩增得到目的基因,与表达载体pHY300PLK进行重组连接后转入宿主菌Bacillus subtilis CCTCC M 2016536中进行表达。在TB培养基中发酵培养48 h,麦芽糖淀粉酶酶活达到250.7 U/mL。继续对重组菌氮源种类及复配、氮源质量浓度、碳源质量浓度等摇瓶发酵条件进行优化,确定其最佳产酶条件为:复合氮源为酵母浸膏25 g/L和大豆蛋白胨5 g/L、葡萄糖5 g/L、培养基初始pH 6.5、最适培养温度41 ℃;在此条件下麦芽糖淀粉酶酶活可达396.7 U/mL,是优化前的1.6倍。在此基础上进一步对麦芽糖淀粉酶进行酶学性质进行测定:麦芽糖淀粉酶最适温度为60 ℃,最适pH为5.5,半衰期为325 h,Km为0.95 g/L,比活为2 646 U/mg。
2020, 39(2):10-15. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.002 CSTR:
摘要:为了解决亚油酸异构酶(Linoleic Acid Isomerase,PAI)在大肠杆菌中形成包涵体的问题,选择麦芽糖结合蛋白(Maltose-Binding Protein,MBP)标签和低温诱导表达系统pColdV,构建了大肠杆菌重组表达菌株E.coli BL21(pCold-Mpai),并对其诱导表达条件进行了优化。SDS-PAGE电泳结果显示,融合蛋白MBP-PAI成功表达,重组菌的最佳诱导表达条件为:诱导温度15 ℃、IPTG添加量0.1 mmol/L 、诱导时间12 h,在该诱导条件下,与未融合MBP的PAI相比,MBP-PAI的可溶性表达量为后者的18倍、酶活为后者的1.5倍。经过 MBPTrap HP亲和层析柱纯化后,MBP-PAI纯蛋白质的比酶活为1.58 U/mg,能够转化亚油酸形成反10,顺12-共轭亚油酸。
2020, 39(2):16-23. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.003 CSTR:
摘要:展青霉素(PAT)是一类主要由曲霉属和青霉属等真菌产生的有毒次级代谢产物,主要污染水果及其制品,严重威胁着人类的健康。为了寻找一种安全高效的PAT脱毒方法,近年来采用生物法清除PAT已成为主要的研究方向。作者研究了拟粉红锁掷孢酵母(Sporidiobolus pararoseus)对PAT降解的影响及其降解机制。结果显示,S. pararoseus可以显著降低苹果伤口处PAT的积累量,体外实验发现S. pararoseus与PAT(5 μg/mL)共同培养18 h,PAT可以被S. pararoseus完全降解。>S. pararoseus对PAT的降解作用既不是酵母细胞壁的吸附作用,也不是细胞的吸收作用,而是细胞正常代谢下产生的胞内酶对PAT具有降解作用。本研究有助于了解S. pararoseus降解PAT的作用机制,为真菌毒素的生物降解提供了新的理论依据。
2020, 39(2):24-31. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.004 CSTR:
摘要:谷氨酸脱羧酶(GAD)是生物合成γ-氨基丁酸(GABA)的关键酶。本研究构建了4株无抗标记的重组枯草芽孢杆菌,首次实现了乳酸乳球菌(Lactococcus lactis ssp. lactis IL 1403)来源的谷氨酸脱羧酶基因在枯草芽孢杆菌中的食品级表达。通过比较4株重组枯草芽孢杆菌的生长曲线和发酵酶活曲线,筛选出产酶效率最高的重组菌株B.subtilis WB600/pUB-P43-gadB(opt)-dal,该重组菌在初始发酵培养基中发酵42 h后发酵酶活可达4.1 U/mL。通过调整培养基成分,重组菌B.subtilis WB600/pUB-P43-gadB(opt)-dal的发酵酶活最高达到7.4 U/mL,与初始相比酶活提高了79%,是目前已报道重组枯草芽孢杆菌产谷氨酸脱羧酶酶活的最高水平。
2020, 39(2):32-38. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.005 CSTR:
摘要:黄曲霉毒素严重污染农产品,威胁人畜生命健康,而孢子萌发是黄曲霉菌生存及侵染过程中的决定性事件,从最上游阻断孢子萌发可能是有效控制黄曲霉污染、开发新型抗菌药物的突破口之一。研究发现一定浓度的胞外KCl能够影响黄曲霉孢子的萌发。通过使用K+特异性荧光探针PBFI-AM,发现适合孢子萌发的特定浓度K+能够激发黄曲霉孢子瞬间产生较高的钾离子流,说明K+响应可能是黄曲霉孢子萌发的早期信号。4-AP作为特异性电压门控钾离子通道阻滞剂,能够明显抑制并延迟孢子的萌发。通过生物信息学预测,发现黄曲霉菌KCNA具有钾离子通道选择器序列,具备电压门控钾离子通道的α亚基属性。进一步构建KCNA非洲爪蟾卵母细胞表达体系,用双电极电压钳系统测得KCNA外向型电流,一定程度上证明了KCNA电压门控钾离子通道蛋白质属性,也说明电压门控钾离子通道参与了黄曲霉孢子萌发。
2020, 39(2):39-46. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.006 CSTR:
摘要:由于蛋白质需要正确的折叠和糖基化修饰,目前生物药用蛋白质主要通过哺乳动物细胞生产。然而利用哺乳动物细胞生产医药蛋白质也面临着高成本、糖链不均一等问题。本研究中,我们构建了敲除高尔基体α-1,2-甘露糖苷酶Ⅰ的HEK293细胞株,其中MAN1A1和MAN1A2双敲除细胞株D-KO35中蛋白质上高甘露糖型N-比例增加。在这株双敲细胞中,溶酶体膜蛋白LAMP2上的糖链对糖链内切酶-H处理敏感,证明蛋白上N-糖链结构以高甘露糖型结构为主。研究结果表明,在哺乳动物细胞中敲除高尔基体α-1,2-甘露糖苷酶的细胞株,可用于生产均一化N-糖链结构的重组糖蛋白。
2020, 39(2):47-53. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.007 CSTR:
摘要:研究了竹黄菌在固态发酵产竹红菌素的过程中,搅拌(初始搅拌和搅拌间隔时间)和外加淀粉酶对竹红菌素产量的影响。研究表明,优化后的最佳方案为:初始搅拌在发酵第3天进行,此后的搅拌间隔时间为36 h,外加淀粉酶以细菌中温α淀粉酶和糖化酶的复合添加为最佳,其中细菌中温α淀粉酶在固态发酵初始阶段加入,添加量为2.85 U/g,糖化酶在发酵第3天加入,添加量为29.78 U/g。经过搅拌和外加淀粉酶的研究后,竹红菌素的产量到达了60.74 mg/g,是先前竹红菌素产量报道的3.66倍,并且固态发酵的周期由15 d缩减到了13 d。本研究首次报道了淀粉酶添加应用于固态发酵的研究,并且对竹红菌素产量的提高起到了显著的作用。
2020, 39(2):54-65. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.008 CSTR:
摘要:从沈阳东陵龙尾湖淤泥中,筛选分离到一株具有促进维生素C(VC)混菌发酵中产酸菌K. vulgare产酸的新伴生菌A8,对菌株A8核糖体ITS rDNA进行PCR扩增并测序,获得长度为610 bp的ITS rDNA序列。在NCBI数据库上进行同源性比对,构建ITS rDNA系统发育树,并进行系统发育分析,再结合形态学鉴定,确认菌株A8为胶红酵母菌(Rhodotorula mucilaginosa)。该菌与K. vulgare组成VC混菌发酵新菌系,产2-酮基-L-古龙酸(2-KGA)量高达52.56 g/L。在单因素试验基础上,采用响应面法对发酵培养基成分进行优化,得到最佳培养基条件为:L-山梨糖80 g/L、尿素14 g/L、玉米浆15 g/L、CaCO3 1.58 g/L、MgSO4 0.3 g/L、KH2PO4 1.0 g/L。在优化条件下发酵,可使2-KGA产量达70.08 g/L,与理论值70.38 g/L基本一致,转化率达81.3%。优化后的培养基比原培养基平均提高2-KGA产量17.52 g/L,表明新筛选的胶红酵母菌具有较强促产酸的伴生能力,并且该菌在通常情况下对动物和人体不致病,为工业生产提供重要的伴生菌资源。
2020, 39(2):66-73. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.009 CSTR:
摘要:综合考虑标记内和标记间的聚类结果对多目标学习径向基神经网络算法(RBF Neural Networks for Multi-Label Learning,ML-RBF)的影响,提出CL-RBF算法并应用到蛋白质亚细胞多点定位预测中。通过引入轮廓系数(Silhouette Coefficient)对ML-RBF隐层中心的个数进行优化,并通过分析标记间聚类结果的关系,对小于某一阈值的标记间的聚类中心重新聚类,使用梯度下降算法进行参数调整,最后依据测试样本与标记L的隐层中心和不属于标记L的样本生成的聚类中心的欧式距离差调整预测结果。在10折交叉验证下,采用词袋模型(Bag of Words)和氨基酸组成法(Amino acid composition,AAC)结合的方式提取特征向量,选取另外4种多目标学习算法作对比实验,根据不同评价指标的结果,得出 CL-RBF算法在4个多标记数据集上的综合性能最优的结论。本研究预测算法通过网站 https://njau.applinzi.com/homepage_final.jsp实现。
2020, 39(2):74-80. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.010 CSTR:
摘要:利用建立的食醋感官评价小组,对中国主要的酿造食醋进行了风味评价。首次构建了中国酿造食醋的风味轮,其中包括16个类别共45个描述词。运用方差分析、主成分分析等方法筛选出了16个能够描述中国酿造食醋风味差异的词汇,其中味觉描述词包括酸味、甜味、鲜味、咸味、涩味、苦味6个,嗅觉描述词包括酸气、甜香、焦香、酱香、果香、麸皮香、烟熏香、米香、酒香、花香10个。对选择的酿造食醋样品进行感官描述性分析,发现不同类型的酿造食醋风味有明显差异。
2020, 39(2):81-88. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.011 CSTR:
摘要:长双歧杆菌(Bifidobacterium longum CCFM760)是一株从江苏省无锡市滨湖区两岁健康幼女粪便分离筛选得到的具有良好缓解便秘功效的益生菌。作者对其生长产酸能力、人工模拟肠胃液耐受性、抑菌能力、低聚糖利用能力、抗生素耐受能力和总超氧化物歧化酶(SOD)活性进行了检测。该菌具有良好的生长产酸能力和人工模拟肠胃液耐受性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑制作用,能显著利用7种低聚糖,对14种抗生素敏感,培养液中总SOD活性达到(99.14±9.91) U/mL。此外,对该菌进行基因组草图测序,并从基因组角度解析了其低聚糖代谢能力、抗生素敏感性以及抗氧化能力。以上结果表明,B. longum CCFM760是一株安全的、具有实际应用潜力的益生菌。
2020, 39(2):89-96. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.012 CSTR:
摘要:探讨不同温度下椰汁中金黄色葡萄球菌的生长预测模型。将菌悬液接种到椰汁中,测定不同温度(20、25、30、36 ℃)下的生长数据。使用Matlab软件拟合得到修正Gompertz(MGompertz)、修正Logistic(MLloistic)和Baranyi模型,比较残差和拟合度选择最优一级模型,并拟合出生长参数。用平方根和二次多项式方程建立二级模型,通过相关系数、偏差因子和准确因子对二级模型进行检验。在20~36 ℃下,Baranyi模型拟合出的各个拟合度最优,Baranyi模型适宜作为模拟金黄色葡萄球菌在椰汁中生长的一级预测模型。二次多项式相较于平方根模型可以更好地表达温度与最大比生长速率及延滞期的关系。因此选择Baranyi模型和二次多项式模型描述不同温度下椰汁中金黄色葡萄球菌的生长。
2020, 39(2):97-103. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.013 CSTR:
摘要:为了提高降脂红曲中功能性成分Monacolin K的产量,降低生产成本,作者从多株红曲菌中筛选出高产Monacolin K的菌株为红色红曲菌9901。以不同品种的大米作为红曲菌固态发酵基质,确定广西早籼米为红色红曲菌9901产Monacolin K的最适基质,并对其高产的原因进行了初步分析,随后对发酵时间、抖料次数、变温时间、加水量及接种体积分数进行单因素实验。在此基础上用Design-Expert对红色红曲菌9901固态发酵产Monacolin K 进行响应面分析,确定最适合红色红曲菌9901固态发酵产Monacolin K条件为:以初始含水量为10%左右的广西早籼米作为固态发酵基质,加水量为45 mL,接种体积分数为10 %,先于30 ℃培养50 h,然后变温到25 ℃培养至20 d,在此条件下Monacolin K产量达到10 453.07 mg/kg,比优化前提高了48.97%。
2020, 39(2):104-111. DOI: 10.3969/j.issn.1673-1689.2020.02.014 CSTR:
摘要:细菌来源的FAD为辅基的葡萄糖脱氢酶(FAD-GDH)较为罕见,作者利用乳糖为诱导剂,发酵E. coli BL21(DE3)生产FAD-GDH。7.5 L发酵罐中培养该菌,通过分批补料,分阶段温度控制,酶活达到1 341 U/L,菌体量达 12.4 g/L。通过镍柱、脱盐柱、阴离子交换柱三步层析对粗酶液分离纯化,获得比酶活109 U/mg的重组酶。SDS-PAGE凝胶电泳显示,重组蛋白质纯化后呈单一条带,相对分子质量约60 000。等电聚焦电泳检测酶的等电点pI 为5.3。酶标仪全波长扫描吸收光谱表明,该酶的辅基为FAD,与酶非共价键结合。相比其它糖类,以葡萄糖为底物酶的Km最小,为2.56 mmol/L,kcat/Km为 3 487.7 L/(mmol·s)。该酶在pH 5.5~8.0内稳定,最适反应pH 7.0,当pH高于8.0时酶活迅速降低。差式扫描量热分析(DSC)测得酶的Tm值为77 ℃,热稳定性良好。本研究为该酶的进一步工业化生产应用提供参考与借鉴。
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