检索结果-内蒙古大学图书馆

生物工程学报 2025年第3期41卷 1133-1151页

作者：刘源胡贵鹏李晓敏刘佳高聪刘立明江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室

感应代谢与环境变化并做出自适应调控是细胞生命活动的关键。近年来，随着合成生物学技术的进步，越来越多的细胞感知代谢和环境差异的机制被揭示，同时相关应用也日益广泛。然而，目前缺乏关于细胞代谢与环境适应调控的研究的系统性综... 详细信息

感应代谢与环境变化并做出自适应调控是细胞生命活动的关键。近年来，随着合成生物学技术的进步，越来越多的细胞感知代谢和环境差异的机制被揭示，同时相关应用也日益广泛。然而，目前缺乏关于细胞代谢与环境适应调控的研究的系统性综述。本文介绍了细胞感知代谢和环境差异的关键跨膜蛋白及感应蛋白；总结了细胞在应对胞内外代谢差异时的天然自适应调控机制；从动态调控、理性代谢工程改造和适应性进化这3个方面探讨了基于细胞自适应调控的应用场景，并展望未来的发展方向。本文不仅为细胞感知代谢和环境变化的机制研究提供了系统性视角，还为合成生物学领域的进一步创新应用奠定了理论基础。随着未来技术的不断发展，深入理解细胞自适应调控机制有望推动新型生物制造平台的开发与应用。

关键词：细胞感应代谢环境自适应调控

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微生物制造饲用氨基酸助力豆粕减量替代

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中国科学院院刊 2025年第1期40卷 25-35页

作者：刘佳盛琦刘开放刘立明江南大学、生物工程学院、工业生物技术教育部重点实验室无锡214122

在豆粕减量替代及低蛋白日粮技术推广的背景下,我国已经成为全球饲用氨基酸的主要生产国。然而,我国的氨基酸工业菌种自主研发起步较晚,面临经济技术指标相对滞后、知识产权布局不够坚实的挑战。合成生物学的蓬勃发展,为氨基酸工业生产... 详细信息

在豆粕减量替代及低蛋白日粮技术推广的背景下,我国已经成为全球饲用氨基酸的主要生产国。然而,我国的氨基酸工业菌种自主研发起步较晚,面临经济技术指标相对滞后、知识产权布局不够坚实的挑战。合成生物学的蓬勃发展,为氨基酸工业生产菌种的设计与优化开辟了前所未有的技术路径,为氨基酸发酵产业在全球市场竞争中带来了新的机遇。文章深入分析了饲用氨基酸在国内外的市场需求现状,系统列举了微生物制造氨基酸领域的关键技术突破,剖析了国内氨基酸行业面临的主要问题。此外,进一步展望了微生物制造氨基酸的未来发展趋势及挑战,并提出了一系列针对性的解决方案,旨在为促进氨基酸发酵行业的稳健、快速发展提供更为全面、深入的洞察与指导。

关键词：饲用氨基酸生物制造豆粕替代生产菌种合成生物学

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工程菌-酵母耦合高密度发酵生产乳糖-N-二糖

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食品与发酵工业 2025年第6期51卷 120-126页

作者：李竹英张洪涛李嘉怡张子梦韩成许淳江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

乳糖-N-二糖(lacto-N-biose,LNB)是母乳寡糖(human milk oligosaccharides,HMOs)的主要组成部分,也是双歧因子候选者之一,但是目前缺少经济的大规模合成技术。该研究利用蔗糖磷酸化酶和LNB磷酸化酶的非依赖能荷再生优势,以酿酒酵母为能... 详细信息

乳糖-N-二糖(lacto-N-biose,LNB)是母乳寡糖(human milk oligosaccharides,HMOs)的主要组成部分,也是双歧因子候选者之一,但是目前缺少经济的大规模合成技术。该研究利用蔗糖磷酸化酶和LNB磷酸化酶的非依赖能荷再生优势,以酿酒酵母为能源供给细胞,建立了双菌共培养高效合成LNB的方法。首先构建了*** JM109(DE3)/pET28a-GalT1、*** JM109(DE3)/pET28a-GalT2、*** JM109(DE3)/pET28a-BLUSP的工程菌,筛选出合成二磷酸尿苷葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDP-Glc)产量高达10.5 g/L的最优菌株*** JM109(DE3)/pET28a-GalT1。然后与构建的工程菌*** JM109(DE3)/pET28a-SPase、*** JM109(DE3)/pET28a-GalE和*** JM109(DE3)/pET28a-BiGalHexNAcP四菌耦合发酵,LNB产量为6.78 g/L。最后构建了共表达菌株*** JM109(DE3)(含有质粒pRSFDuet1-SPase-GalT1和pETDuet1-GalE-BiGalHexNAcP),外源添加辅因子尿苷一磷酸(uridine monophosphate,UMP)(浓度为20 mmol/L),将其与酵母耦合发酵,LNB最高产量为28.66 g/L,与四菌株耦合发酵相比,产量提高了323%。这是目前关于LNB产量最高的报道。研究结果为低成本生产乳糖-N-二糖提供了新的技术路线。

关键词：乳糖-N-二糖蔗糖蔗糖磷酸化酶耦合发酵母乳寡糖

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乳酸乳球菌乳亚种BL19对动物双歧杆菌乳亚种发酵乳品质的改善

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中国食品学报 2025年第2期25卷 201-212页

作者：李培培郭帅张启航徐维那王记成张和平内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室农业农村部奶制品加工重点实验室内蒙古乳品生物技术与工程重点实验室呼和浩特010018

双歧杆菌因自身生理特性,故在发酵乳应用时存在时效性差和风味不佳等缺陷。本试验中将乳酸乳球菌乳亚种BL19与4株动物双歧杆菌乳亚种分别复配制备发酵乳,并以单菌株发酵作为对照,测定发酵和贮藏期间各组发酵乳的pH值、滴定酸度、活菌数... 详细信息

双歧杆菌因自身生理特性,故在发酵乳应用时存在时效性差和风味不佳等缺陷。本试验中将乳酸乳球菌乳亚种BL19与4株动物双歧杆菌乳亚种分别复配制备发酵乳,并以单菌株发酵作为对照,测定发酵和贮藏期间各组发酵乳的pH值、滴定酸度、活菌数、黏度、持水力、质构。通过电子鼻、电子舌以及感官品鉴,综合评价BL19对动物双歧杆菌乳亚种发酵乳品质的改善作用。结果显示,相比于单菌株发酵,BL19可将动物双歧杆菌发酵乳的发酵时间缩短至8 h,并使动物双歧杆菌乳亚种的活菌数在短时间内快速增长4倍以上。贮藏期内,BL19可降低动物双歧杆菌乳亚种发酵乳的后酸程度,使pH值维持在4.33以上;提高持水力到60%以上;将黏度保持在2000 cP以下,同时改善发酵乳的质构。另外,加入BL19可丰富动物双歧杆菌乳亚种发酵乳中的挥发性风味物质,提升发酵乳在贮藏期间的口感和滋气味。结论:乳酸乳球菌乳亚种BL19对动物双歧杆菌乳亚种发酵乳品质具有良好的改善作用,本研究可为益生菌发酵乳在产业化过程的应用推广提供数据参考。

关键词：乳酸乳球菌乳亚种动物双歧杆菌乳亚种益生菌发酵乳品质贮藏特性

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自组装固定化多聚磷酸激酶用于合成ATP和GTP

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食品与发酵工业 2025年第2期51卷 77-82页

作者：胥睿睿杨凤玲孙晓源卢杰王阳康振李江华江南大学未来食品科学中心江苏无锡214122 江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

多聚磷酸激酶(polyphosphate kinase)能够利用广泛分布、成本低廉且稳定的多聚磷酸盐作为磷酸基供体,用于合成ATP和GTP,后者为细胞提供必要的能量并参与合成众多含磷酸重要化合物。该文旨在借助合成生物学新技术,通过多聚磷酸激酶催化... 详细信息

多聚磷酸激酶(polyphosphate kinase)能够利用广泛分布、成本低廉且稳定的多聚磷酸盐作为磷酸基供体,用于合成ATP和GTP,后者为细胞提供必要的能量并参与合成众多含磷酸重要化合物。该文旨在借助合成生物学新技术,通过多聚磷酸激酶催化、高效廉价地合成ATP和GTP。首先根据不同多聚磷酸激酶家族对不同底物催化能力的分析,筛选了属于多聚磷酸激酶第二家族、来源于耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)的聚磷酸激酶Dr PPK2,验证了其同时合成ATP和GTP的活性。接着优化了反应体系中的pH值、Mg^(2+)浓度和催化温度,大幅提高了其合成GTP的效率,最高转化率>92%。为了简化催化流程、节约合成成本,通过添加自组装标签CipA,实现了Dr PPK2的自组装固定化,通过离心可获得高纯度蛋白并实现酶的重复利用,首轮转化率>90%,有效重复效率超过10次。该研究提供了一种方便、高效且易于扩大规模的ATP和GTP生物合成自组装固定化系统,为其他含磷酸的化合物合成提供了借鉴。

关键词：聚磷酸激酶 ATP GTP 催化体系优化自组装固定化

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代谢工程改造酵母生产琥珀酸的研究进展

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微生物学报 2025年第2期65卷 467-488页

作者：顾子蕴唐永圣陈修来江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡

琥珀酸是一种重要的四碳二羧酸,广泛应用于食品、医药和化工等行业。与传统基于石化原料的化学合成方法相比,微生物发酵法生产琥珀酸是一种更具经济性和环境友好性的替代方案,具有较大的应用潜力。酵母具有良好的环境耐受性,因此酵母细... 详细信息

琥珀酸是一种重要的四碳二羧酸,广泛应用于食品、医药和化工等行业。与传统基于石化原料的化学合成方法相比,微生物发酵法生产琥珀酸是一种更具经济性和环境友好性的替代方案,具有较大的应用潜力。酵母具有良好的环境耐受性,因此酵母细胞工厂生产琥珀酸逐渐成为研究热点。本文以酵母生产琥珀酸为出发点,综述了构建酵母细胞工厂生产琥珀酸的相关代谢工程与调控策略,包括琥珀酸合成路径构建、辅因子供应优化、跨膜转运改造等,总结了利用廉价原料进行琥珀酸生物合成的最新研究进展,探讨了增强酵母菌株抗逆性的方法,最后展望了酵母在琥珀酸生物合成中的未来发展前景。

关键词：代谢工程微生物细胞工厂酵母琥珀酸

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成对甘氨酸基序(Gly-Gly)对胶原蛋白稳定性及柔性的影响

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中国生物化学与分子生物学报 2025年第4期41卷 541-550页

作者：王宣婷张萌许菲江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室

胶原蛋白是动物体内各种组织维持其功能所必需的基质蛋白质，脊椎动物中有多种类型，每种类型的胶原蛋白在体内的功能与其序列和结构均有着密切联系。在天然胶原中，除了普遍的Gly-X-Y氨基酸序列，也存在一种特殊结构Gly-Gly-Y,为了探... 详细信息

胶原蛋白是动物体内各种组织维持其功能所必需的基质蛋白质，脊椎动物中有多种类型，每种类型的胶原蛋白在体内的功能与其序列和结构均有着密切联系。在天然胶原中，除了普遍的Gly-X-Y氨基酸序列，也存在一种特殊结构Gly-Gly-Y,为了探究其对胶原的影响，本研究依次在胶原多肽、长链胶原、胶原高聚物层次上构建含有Gly-Gly-Y的突变体，通过圆二色谱扫描表征突变前后胶原的热稳定性。同时，采用分子动力学模拟计算胶原多肽的氢键成键概率以及弯曲度，解释胶原稳定性和柔性变化的分子机制。结果显示，含有Gly-Gly结构的突变体会降低样品的Tm值，但随着胶原三螺旋区域的加长以及蛋白质自组装程度的加强，这种影响会逐渐减弱，降低的Tm值分别为5℃、3℃和1℃。同时，模拟结果显示，含有Gly-Gly结构的多肽弯曲度也有一定增加，表明突变位点附近结构有更强的灵活性。这为具有一定柔性的胶原材料的设计提供了新思路。

关键词：重组胶原蛋白热稳定性圆二色谱分子动力学模拟

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基于多组学解析传统奶酪菌群与代谢物特征

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中国食品学报 2025年第2期25卷 388-398页

作者：姚建霞王丹丹夏亚男陈永福内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室农业农村部奶制品加工重点实验室内蒙古自治区乳品生物技术与工程重点实验室呼和浩特010018

微生物是奶酪风味物质产生的驱动者,其群体组成、动态演替关系及产生的代谢产物均影响奶酪的风味和质量。本研究采用宏基因组与代谢组学技术分析内蒙古鄂尔多斯传统奶酪样品的微生物多样性与代谢物组成,解析微生物群落与奶酪代谢物形成... 详细信息

微生物是奶酪风味物质产生的驱动者,其群体组成、动态演替关系及产生的代谢产物均影响奶酪的风味和质量。本研究采用宏基因组与代谢组学技术分析内蒙古鄂尔多斯传统奶酪样品的微生物多样性与代谢物组成,解析微生物群落与奶酪代谢物形成的相关性。结果表明:从鄂尔多斯传统奶酪中共发现8个门、98个属、205个种。通过主成分分析可将奶酪样品分为2组,ERDS-1组奶酪主要优势菌种是瑞士乳杆菌和乳酸乳球菌,ERDS-2组奶酪主要优势菌种是德氏乳杆菌和嗜热链球菌。ERDS-1组奶酪微生物多样性高于ERDS-2组,且代谢通路糖酵解IV(PWY-1042)在两组中存在显著差异(P<0.05)。这可能是由于制作工艺、生产温度及奶源本身微生物的差异导致奶酪菌群结构不同,最终导致代谢物存在差异。在奶酪中共检出14类744种代谢物,筛选出26种具有显著差异的代谢物。相关性分析表明奶酪中德氏乳杆菌、嗜热链球菌等菌种丰度与骨化三醇、UDP葡萄糖、溶血磷脂酰胆碱等物质含量具有显著相关性。本试验结果为奶酪生产中核心菌种与关键代谢物的挖掘提供理论依据,并为传统奶酪的工业化生产提供参考。

关键词：传统奶酪宏基因组学代谢组学相关性

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副干酪乳酪杆菌ProSci-92全基因组分析及胞外多糖生物合成

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中国食品学报 2025年第2期25卷 376-387页

作者：吴娜崔欣蕊胡海敏彭清婷刘金惠丹彤内蒙古农业大学食品科学与工程学院乳品生物技术与工程教育部重点实验室农业农村部奶制品加工重点实验室内蒙古乳业生物技术与工程重点实验室呼和浩特010018

乳酸菌(LAB)生产的胞外多糖是微生物适应环境的产物,具有抑制致病菌生长、抗氧化、降血糖等多种益生功效,还具有改善发酵乳制品口感、质构、风味等作用。本研究以从香格里拉藏区酸牦牛乳中分离得到的高产胞外多糖的副干酪乳酪杆菌ProSci... 详细信息

乳酸菌(LAB)生产的胞外多糖是微生物适应环境的产物,具有抑制致病菌生长、抗氧化、降血糖等多种益生功效,还具有改善发酵乳制品口感、质构、风味等作用。本研究以从香格里拉藏区酸牦牛乳中分离得到的高产胞外多糖的副干酪乳酪杆菌ProSci-92为研究对象,采用Illumina Hiseq 4000二代测序技术,完成该菌株的全基因组测序,并利用SOAPdenovo软件对其进行组装,结合RAST、COG、GO、KEGG数据库完成基因的预测及功能注释,发现副干酪乳酪杆菌ProSci-92基因组全长3012314 bp,共编码2975个基因。基因注释的结果表明副干酪乳酪杆菌ProSci-92具有完整的eps基因簇,长度为16581 bp,包括wzb、LytR、wzg、epsC、epsD、glf1、glf2、glf3、wze、glf4、WelA、WelB等19个与胞外多糖(EPS)生物合成相关基因。此外,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)试验结果证明eps基因簇中几乎所有的基因均可表达,且在6 h时表达量达到最大值。研究结果将有助于副干酪乳酪杆菌ProSci-92 EPS的结构研究,为其工业化应用奠定理论基础。

关键词：胞外多糖副干酪乳酪杆菌 eps基因簇实时荧光定量PCR(RT-qPCR)

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代谢工程改造大肠杆菌生产乙醇酸

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生物工程学报 2025年第05期 1959-1973页

作者：程金宇李晓敏刘佳高聪刘立明江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室

乙醇酸是结构最简单的α-羟基酸，广泛应用于医药、化工等领域。然而，目前发酵生产乙醇酸的菌株普遍含有质粒或需要添加诱导剂，不利于大规模工业生产。为了构建无需质粒和化学诱导剂的乙醇酸生产菌株，本研究选择野生型大肠杆菌ATCC 8... 详细信息

乙醇酸是结构最简单的α-羟基酸，广泛应用于医药、化工等领域。然而，目前发酵生产乙醇酸的菌株普遍含有质粒或需要添加诱导剂，不利于大规模工业生产。为了构建无需质粒和化学诱导剂的乙醇酸生产菌株，本研究选择野生型大肠杆菌ATCC 8739作为出发菌株，首先筛选了不同来源的异柠檬酸裂解酶和乙醛酸还原酶，并通过基因组水平整合获得了工程菌株GA01，罐上发酵测试该菌株的乙醇酸产量达到10.12 g/L，经过路径酶拷贝数优化后产量进一步提升至15.25 g/L；其次，通过阻断乙醇酸合成途径的分支代谢路径并强化前体供应，将碳代谢流高效引入乙醇酸合成途径，最优菌株GA07-1的乙醇酸产量提高至41.69 g/L；最后，在5 L发酵罐中进行发酵优化，菌株GA07-1的乙醇酸产量、葡萄糖得率和生产强度分别达到50.62 g/L，0.49 g/g和1.20 g/(h·L)。本研究实现了在无抗生素和化学诱导剂条件下的乙醇酸从头发酵。

关键词：乙醇酸代谢工程无质粒无诱导剂大肠杆菌

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