• 2021年第40卷第7期文章目次
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    • D-阿洛酮糖酶法生产的研究进展

      2021, 40(7):1-9. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.001 CSTR:

      摘要 (1031) HTML (0) PDF 1.21 M (1142) 评论 (0) 收藏

      摘要:稀有单糖D-阿洛酮糖是D-果糖的C-3差向异构体,主要通过D-塔格糖3-差向异构酶或D-阿洛酮糖-3-差向异构酶对D-果糖进行异构化获得。D-阿洛酮糖不仅可以作为食品添加剂和膳食补充剂,而且具有改善胰岛素抵抗、增强抗氧化和降血糖控制等多种生理功能。因此,D-阿洛酮糖作为传统高能量糖如蔗糖、果糖等的健康替代品,具有重要的研究价值。作者综述了D-阿洛酮糖的理化性质、来源、体内代谢、生理功能、应用和最新生产技术,讨论了D-阿洛酮糖生产中存在的问题及解决方案。针对低废物生成、低能耗、高糖产量等特点,提出了一种绿色、可循环利用的D-阿洛酮糖生产工艺技术。

    • 陕西省常见食源性致病菌耐药性研究进展

      2021, 40(7):10-18. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.002 CSTR:

      摘要 (619) HTML (0) PDF 1.07 M (1021) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来食品安全问题层出不穷,而食源性致病菌则是引起食品安全问题的主要因素之一,严重危害了人类的健康。引发食源性疾病的常见致病菌主要有大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌等。研究表明,在过去的几十年里,由于在医疗、养殖业等领域中过度使用抗生素,造成细菌耐药现象日趋严重,这更加重了食源性致病菌的潜在危险。尽管食源性致病菌的耐药性在国家层面有监测网,但是聚焦省级地区仍是以点代面。作者旨在通过综述分析陕西省的食源性致病菌的耐药现状,以期为食源性致病菌耐药性监测提供依据。

    • 红甜菜色素稳定性影响因素研究进展

      2021, 40(7):19-29. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.003 CSTR:

      摘要 (1018) HTML (0) PDF 1.78 M (1488) 评论 (0) 收藏

      摘要:红甜菜是一种营养价值较高的食用蔬菜,含有大量的红甜菜色素。红甜菜色素是一种水溶性、含氮的季胺型生物碱,核心结构为甜菜醛氨酸。红甜菜色素依据化学结构不同可分为两类:甜菜红素和甜菜黄素。红甜菜色素作为一种食用天然色素,已应用于多种食品,但由于稳定性较差,其在食品、营养保健品和化妆品等领域的潜在应用受到诸多限制。作者综述了红甜菜色素的组成及结构,详细阐述了pH值、光照、温度、氧气和降解酶对红甜菜色素质量分数和颜色的影响,同时阐明了甜菜红素受这些因素影响后在易降解位置发生脱糖基化、脱羧、脱氢、醛亚胺键水解和异构化等化学变化的途径及产物,为深入研究甜菜色素稳定性、扩大红甜菜及红甜菜色素的应用领域提供参考。

    • 大肠杆菌四氢嘧啶合成途径的构建与优化

      2021, 40(7):30-41. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.004 CSTR:

      摘要 (665) HTML (0) PDF 3.99 M (915) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了构建重组工程菌株发酵合成四氢嘧啶,解决野生型菌株对高盐环境的依赖,作者克隆了来自伸长盐单胞菌(Halomonas elongata ATCC 33173)的四氢嘧啶合成相关基因簇ectABC并在大肠杆菌(Escherichia coli,E. coli)中重构了四氢嘧啶的合成途径。通过宿主比较发现,与E. coli W3110、E. coli DH5α和高产天冬氨酸的大肠杆菌(命名为E. coli(asp))相比,E. coli BL21(DE3)更适用于四氢嘧啶的合成(185.23 mg/L)。进一步分析了不同拷贝数的表达系统对四氢嘧啶合成的影响,发现高拷贝的pRSFDuet-1为载体时产四氢嘧啶量最高,达267.3 mg/L。在此基础上,采用核糖体结合位点(RBS)优化策略,对四氢嘧啶合成途径3个酶EctA、EctB与EctC进行了组合优化表达,四氢嘧啶产量提高至521.24 mg/L。为强化前体天冬氨酸和天冬氨酸β-半醛的供给,对天冬氨酸激酶、天冬氨酸半醛脱氢酶、磷酸烯醇丙酮酸羧化酶、天冬氨酸转氨酶和天冬氨酸裂解酶进行了过量表达。研究表明,单独强化天冬氨酸激酶的表达更有利于四氢嘧啶的合成(551.24 mg/L),为构建高产四氢嘧啶的工程菌种提供了新的策略。

    • PD0721单链抗体的体外原核表达条件优化及蛋白质鉴定

      2021, 40(7):42-49. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.005 CSTR:

      摘要 (934) HTML (0) PDF 1.42 M (976) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了构建抗表皮生长因子受体Ⅲ型突变体(epidermal growth factor receptor variant type Ⅲ,EGFRvⅢ)的单链抗体PD0721的大肠杆菌(Escherichia coli)表达系统,作者研究了PD0721重组蛋白在大肠杆菌BL21中的最佳表达条件,并建立相应的重组蛋白质纯化方法。首先构建重组表达质粒PD0721-pET-22b(+)并转化至大肠杆菌BL21中,再利用SDS-PAGE研究不同诱导剂IPTG浓度、不同诱导温度、不同诱导时间和不同菌体浓度对PD0721重组蛋白表达的影响。利用镍柱亲和层析开发PD0721重组蛋白的纯化方法,并使用蛋白质印迹法以及N端测序法对纯化后的蛋白质进行鉴定。菌落PCR及琼脂糖凝胶电泳表明,PD0721-pET-22b(+)重组质粒及PD0721重组大肠杆菌BL21构建成功. PD0721重组蛋白在体外原核表达的最佳诱导剂浓度为0.6 μmol/L,最佳温度为15 ℃,最佳诱导时间为12 h,最佳菌体浓度OD600约为0.6。经过Ni2+柱亲和层析后,当咪唑的浓度为150 mmol/L,可以得到纯度较高的PD0721重组蛋白。SDS-PAGE电泳和Western Blotting结果表明,重组蛋白质产物的相对分子质量约为31 000,与理论相对分子质量一致,蛋白质的N端测序也与设计序列一致。作者成功构建了抗EGFRvⅢ抗体PD0721重组蛋白的体外原核表达体系,优化了最佳表达条件,并提供了纯化重组PD0721蛋白的可行方法。

    • 新金色分枝杆菌CRISPR基因编辑技术的构建及其初步应用

      2021, 40(7):50-58. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.006 CSTR:

      摘要 (937) HTML (0) PDF 1.49 M (3109) 评论 (0) 收藏

      摘要:新金色分枝杆菌Mycobacterium neoaurum JC-12是一株用于转化植物甾醇合成甾体激素类药物中间体的重要菌株,传统的基因编辑方法效率低、周期长、操作复杂并且需带入抗性标签。近期CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)/Cas9系统在许多非模式菌株中成功应用为本研究提供了参考。作者结合非同源黏性末端连接(NHEJ)构建了应用于新金色分枝杆菌基因组编辑CRISPR-Cas系统,对Mycobacterium neoaurum JC-12基因组上催化雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)合成雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮(ADD)的3-甾酮-脱氢酶(KSDD)分别设计了敲除和转录激活的靶向sgRNA。结果显示成功敲除了ksdd基因并且突变菌株KSDD的酶活下降了80%,突变株发酵96 h的AD产量比原始菌株提高了30%,并且突变株未代谢产生ADD。转录调控结果显示,靶向-29位点相比于无靶向对照ksdd的转录水平下降了38%,而靶向-83位点和-141位点则对ksdd的转录水平分别提升了2.24倍和3.23倍,同时对应的AD和ADD的产量在对-29位点激活时没有显著变化,而AD和ADD的产量在-83位点分别提升了26%和25%,在-141位点分别提升了29.5%和36%。以上研究为进一步对新金色分枝杆菌基因组水平的代谢工程改造提供了更便捷的方式。

    • 基于上转换纳米颗粒和金纳米颗粒的Cd2+免疫检测新方法

      2021, 40(7):59-64. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.007 CSTR:

      摘要 (657) HTML (0) PDF 1.21 M (965) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于上转换纳米颗粒(UCNPs)和金纳米颗粒(AuNPs)间的荧光共振能量转移(FRET)和抗原抗体的识别作用构建了Cd2+的免疫检测平台。制备水溶性UCNPs表面修饰Cd-抗原作为能量供体探针,同时在AuNPs表面修饰Cd-抗体作为能量受体探针。抗原-抗体的免疫结合使得UCNPs和AuNPs发生FRET过程,引起UCNPs荧光猝灭;当检测体系中存在Cd2+时,Cd2+与UCNPs-抗原竞争性地结合AuNPs-抗体,从而抑制了FRET过程,荧光信号值随着Cd2+质量浓度的增加而增加。结果表明,该方法检测范围为0.01~10 ng/mL,检出限可达0.01 ng/mL。将该方法应用于自来水样品中Cd2+的检测,当加标水平为0.1、1、10 ng/mL时,回收率为98%~109%,相对标准偏差为3.4%~4.1%。

    • 巨噬细胞识别酿酒酵母孢子的研究

      2021, 40(7):65-72. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.008 CSTR:

      摘要 (774) HTML (0) PDF 1.80 M (1244) 评论 (0) 收藏

      摘要:酿酒酵母是一种对人类和动物重要的益生菌,在不同的营养条件下有营养态和孢子态两种形态。为了研究酵母孢子对免疫系统的作用,初步探讨了巨噬细胞对酵母孢子的响应机制。通过比较巨噬细胞对营养态酵母和野生型孢子的内吞效率,发现巨噬细胞对野生型孢子的内吞效率更高。通过Syk或PI3K抑制剂抑制实验,发现野生型酵母孢子和营养态酵母的内吞都依赖于Syk途径。但野生型酵母孢子的内吞更依赖于PI3K途径,这表明酵母孢子和营养态酵母的内吞都是受体介导的吞噬,但其吞噬途径不同。高盐和蛋白酶处理实验表明,野生型孢子的配体是紧密结合到孢子壁,并且配体物质不是蛋白质。糖竞争抑制剂实验表明,葡聚糖能够抑制巨噬细胞吞噬营养态酵母,但不能抑制其吞噬野生型酵母孢子。野生型孢子和突变体孢子吞噬实验进一步表明,野生型孢子的吞噬与二酪氨酸层结构有关。本研究表明,巨噬细胞吞噬野生型酵母孢子的信号途径和配体分子不同于营养态酵母,为后续酿酒酵母的免疫应用提供一定的参考价值。

    • 醇脱氢酶催化合成(S)-哌啶醇及产物抑制机制

      2021, 40(7):73-80. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.009 CSTR:

      摘要 (518) HTML (0) PDF 1.14 M (901) 评论 (0) 收藏

      摘要:S)-N-Boc-3-羟基哌啶((S)-NBHP)是治疗套细胞淋巴瘤药物——依鲁替尼的关键手性中间体。利用醇脱氢酶催化N-Boc-3-哌啶酮(NBPO)的不对称还原是最具开发潜力的(S)-NBHP合成方法。对醇脱氢酶库进行筛选发现,来源于多孢克鲁维酵母的KpADH对NBPO具有最佳的催化效果,纯酶活力高达83.9 U/mg,产物对映体过量值为97.0%(S)。将其与葡萄糖脱氢酶偶联,并考察了单水相、两相、离子液体和不同底物浓度对转化反应的影响。结果表明:高浓度产物(S)-NBHP对KpADH存在抑制作用,抑制动力学分析表明属于非竞争性抑制。采用单水相体系可降低(S)-NBHP对KpADH催化反应的抑制,有利于转化效率的提高。初步探究了醇脱氢酶催化NBPO不对称还原反应的抑制现象,对酶法合成(S)-NBHP具有指导意义。

    • 限制性内切酶NcoI的高效重组表达、硒代与结晶条件初步筛选

      2021, 40(7):81-88. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.010 CSTR:

      摘要 (476) HTML (0) PDF 1.87 M (965) 评论 (0) 收藏

      摘要:来源于珊瑚诺卡氏菌Nocardia corallina的限制性内切酶NcoI是基因工程中常用的工具酶之一。然而目前NcoI蛋白质三维结构尚未被解析,对其基因改造缺乏理论指导。为了解析NcoI的三维结构,采用大肠杆菌表达系统,高效重组表达和纯化,获得了纯度>95%的NcoI野生型和Se-NcoI硒代蛋白。质谱分析表明,重组Se-NcoI蛋白中所有硫原子成功被硒原子取代。酶切实验表明,硒代蛋白与野生型具有相似的限制酶活性。采用坐滴法筛选重组NcoI蛋白结晶条件,已在3种条件下获得针状晶体,1种条件下获得颗粒状晶体。X射线衍射初步分析晶体分辨率在0.8 nm左右,为下一步解析NcoI三维结构提供了基础。

    • 环糊精促进Burkholderia cepacia转化胆固醇生成胆甾-4-烯-3,6-二酮

      2021, 40(7):89-96. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.011 CSTR:

      摘要 (649) HTML (0) PDF 1.47 M (833) 评论 (0) 收藏

      摘要:Burkholderia cepacia可转化胆固醇生成甾体激素药物前体。通过质谱、红外光谱、核磁共振光谱等技术鉴定出一种有较高医药用价值的转化产物为胆甾-4-烯-3,6-二酮,但胆固醇的疏水性导致其转化得率较低。添加环糊精提高目标产物的转化得率,并考察环糊精对细胞生长及底物包埋情况的影响。分别选取多种环糊精(与胆固醇的摩尔比为1∶1)添加到转化体系,结果表明,甲基-β-环糊精和羟乙基-β-环糊精对提高胆甾-4-烯-3,6-二酮摩尔转化得率效果显著,分别是对照组的27.55倍和37.95倍。进一步优化羟乙基-β-环糊精的添加比例,当其添加量与底物胆固醇的摩尔比为2∶1时,产物胆甾-4-烯-3,6-二酮转化得率是摩尔比为1∶1时的1.59倍。红外光谱表征2 mol羟乙基-β-环糊精与1 mol底物胆固醇的包结络合情况,发现2 mol的羟乙基-β-环糊精可有效对胆固醇甾核的A环、侧链的26-C和27-C进行包被,形成稳定的包结物。羟乙基-β-环糊精可有效包被底物胆固醇,进而提高产物胆甾-4-烯-3,6-二酮的产率,为微生物转化生产胆甾-4-烯-3,6-二酮提供借鉴。

    • 大豆分离蛋白重组蛋白酶水解肽对小鼠免疫功能及抗氧化能力的影响

      2021, 40(7):97-102. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.012 CSTR:

      摘要 (1067) HTML (0) PDF 999.15 K (932) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究重组酱油曲霉碱性蛋白酶(rAp)水解大豆分离蛋白获得的大豆肽对小鼠免疫功能及抗氧化能力的影响,将诱导表达后分离纯化的rAp对大豆分离蛋白进行水解,然后将水解液灌胃小白鼠,测定其水解液对小鼠免疫器官指数、小鼠血清溶菌酶活性和小鼠血清抗菌活力等对小鼠免疫功能的影响;通过测定谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和过氧化氢酶(CAT)的活性以及丙二醛(MDA)浓度等,进一步检测对小鼠血液中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)浓度的影响。结果表明,大豆肽对小鼠免疫器官指数没有显著影响,但可显著提高小鼠血清溶菌酶活性和小鼠血清抗菌活力;对小鼠血清中的GSH-PX的活力影响不显著,但能显著提高血清中的CAT活力和显著降低MDA浓度。由此可见,rAp水解大豆分离蛋白获得的大豆活性肽在一定程度上能增强小鼠机体的免疫功能和抗氧化活性,在保健品行业为大豆的高值化利用提供了实验依据。

    • 酿酒酵母XM2-9流加发酵生产甲基硒代半胱氨酸

      2021, 40(7):103-111. DOI: 10.3969/j.issn. 1673-1689.2021.07.013 CSTR:

      摘要 (659) HTML (0) PDF 1.51 M (1062) 评论 (0) 收藏

      摘要:以高产硒酵母Saccharomyces cerevisiae XM2-9为生产菌株,采用双流加发酵工艺生产甲基硒代半胱氨酸(Se-methylselenocysteine)。通过分批发酵优化了培养基,并且计算出在不同的初始亚硒酸钠质量浓度下菌体细胞的比生长速率,同时也分别计算出在不同浓度的硫酸镁培养基下菌体的比硒消耗速率,得到最高比硒消耗速率为0.47 mg/(g·h)。发酵过程采用双流加工艺,即首先以葡萄糖培养基作为补料,以菌体的比生长速率为依据选择了3个流量进行恒速流加试验,同时以比硒消耗速率为依据,控制亚硒酸钠溶液的流加量。实验表明,当葡萄糖培养基流量为0.8 L/h时,得到了最大的有机硒生产强度(organic selenium productivity),其值为10.16 mg/(L·h)。通过对葡萄糖流加的研究发现,指数流加模式比恒速流加模式更佳。结果表明,当以设定的比生长速率μ=0.08 h-1 所计算出的流量进行指数流加时,得到了最大的有机硒生产强度,其值为12.55 mg/(L·h)。在此优化条件下,最终的酵母菌体质量浓度达到35.6 g/L,细胞中有机硒质量分数为4 937 μg/g,其中甲基硒代半胱氨酸中的硒质量占总硒72%,即为3 555 μg/g。根据相对分子质量换算,甲基硒代半胱氨酸质量分数达到8 189 μg/g。

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