检索结果-内蒙古大学图书馆

生物工程学报 2025年第5期 2145-2157页

作者：丁文骏周胜虎邓禹江南大学生物工程学院江南大学工业生物技术教育部重点实验室

双组分系统是一种广泛存在于细菌中的信号传递系统,能够有效地发挥信号识别、信号传导、基因调节这3种功能,从而实现信号的跨膜传输和放大。基于双组分系统构建的基因表达调控工具已被广泛应用于合成生物学和环境监测领域。传统基因诱... 详细信息

双组分系统是一种广泛存在于细菌中的信号传递系统,能够有效地发挥信号识别、信号传导、基因调节这3种功能,从而实现信号的跨膜传输和放大。基于双组分系统构建的基因表达调控工具已被广泛应用于合成生物学和环境监测领域。传统基因诱导系统T7和PBAD系统存在成本高、诱导剂易被细胞利用、诱导剂浓度与基因表达水平线性差等问题。为了开发低成本、诱导剂浓度与基因表达水平线性高的诱导系统,本研究基于双组分系统CusS-CusR和嵌合NrsS/CusS-CusR,成功开发了分别由Cu2+和Ni2+诱导的基因表达系统。通过优化组氨酸激酶（CusS或NrsS/CusS）与响应调节蛋白（CusR）的表达水平,将Cu2+诱导表达系统本底表达荧光强度由2 400 a.u.降低至852 a.u.,动态范围由1.2倍提升至8.7倍。同样结构的Ni2+诱导表达系统本底荧光强度为2 711 a.u.,动态范围为5.6倍。进一步通过提升目标基因的核糖体结合位点（ribosome binding site,RBS）强度和报告质粒拷贝数,使Cu2+诱导系统和Ni2+诱导系统的动态范围分别提升至50.0倍和14.3倍。与传统T7和PBAD诱导系统相比,本研究构建的Cu2+和Ni2+诱导系统表现出更优的诱导梯度和更低的诱导成本,不仅为传统表达系统提供了有力补充,也为满足多样化实验需求提供了更多选择。

关键词：双组分系统铜离子诱导系统镍离子诱导系统蛋白表达生物传感器

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重组大肠杆菌全细胞一步法催化乳糖合成D-塔格糖

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生物工程学报 2025年第5期 1974-1993页

作者：刘芸乔郅钠张恒维张显饶志明江南大学工业生物技术教育部重点实验室江南大学生物工程学院

D-塔格糖是一种功能性稀有糖,因其具有热量低、降低血糖、抗龋齿和改善肠道菌群等特性而受到广泛关注。现有的生产D-塔格糖的方法仍存在生产效率低、成本高等问题。为了解决这一问题,本研究通过在大肠杆菌中构建双酶高效表达系统,实现... 详细信息

D-塔格糖是一种功能性稀有糖,因其具有热量低、降低血糖、抗龋齿和改善肠道菌群等特性而受到广泛关注。现有的生产D-塔格糖的方法仍存在生产效率低、成本高等问题。为了解决这一问题,本研究通过在大肠杆菌中构建双酶高效表达系统,实现了全细胞高效催化乳糖合成D-塔格糖。L-阿拉伯糖异构酶（L-arabinose isomerase,L-AI）是生物合成法中催化半乳糖异构化生成D-塔格糖的关键酶。本研究首先通过对不同来源的L-AI进行筛选,发现来源于发酵乳杆菌（Lactobacillus fermentum）CGMCC 2921的L-AI具有较好的催化能力。通过对LfAI进行理性设计,获得最优突变体D390V/V468L,在最适40℃条件下,其半衰期延长至72 h,酶活提高了36.68%。随后,以pET28a为载体,通过启动子优化,将最优突变体基因(LfaraAD30V/V468L)和大肠杆菌来源的β-半乳糖苷酶基因（EclacZ）在大肠杆菌（Escherichia coli） BL21（DE3）中串联表达,建立双酶偶联全细胞体系。最后,通过优化全细胞催化体系,在5 L发酵罐的最优条件(pH 7.0、温度50℃、2.5 mmol/L Mn2+)下,以500 g/L乳糖为底物转化48 h获得115.21 g/L D-塔格糖,转化率为23.09%。本研究利用重组全细胞催化法以乳糖为底物合成D-塔格糖,展现出了显著的工业应用潜力和价值。

关键词： L-阿拉伯糖异构酶 D-塔格糖热稳定性启动子全细胞催化

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定向进化产琥珀酸放线杆菌高产丁二酸

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生物工程学报 2025年第5期 1994-2009页

作者：孙文清赵运英周胜虎邓禹江南大学生物工程学院江南大学工业生物技术教育部重点实验室

丁二酸是一种重要的高值平台化合物,广泛应用于化工、食品、医药等多个领域。化学法生产丁二酸具有高污染、高碳排放等缺陷,因此发酵法成为目前丁二酸生产的主要方法。天然可产丁二酸的产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)... 详细信息

丁二酸是一种重要的高值平台化合物,广泛应用于化工、食品、医药等多个领域。化学法生产丁二酸具有高污染、高碳排放等缺陷,因此发酵法成为目前丁二酸生产的主要方法。天然可产丁二酸的产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)具有丁二酸产量高、耐高渗、发酵时间短等优势,是一种重要的工业生产菌株。为了进一步提高***的丁二酸产量,降低生产成本,本研究建立了一种基于溴百里酚蓝的简便高通量筛选方法,结合常压室温等离子体诱变的方法对野生菌***进行了定向进化,筛选得到了高产诱变菌株A4-K74。此菌株在摇瓶中厌氧发酵72 h后最高积累56.3 g/L丁二酸,比野生菌株提高了40.8%,且具有良好的遗传稳定性。转录组分析揭示了硫代谢途径以及半胱氨酸等氨基酸合成途径的增强是丁二酸产量提高的潜在原因,为未来代谢工程改造***提供了参考,有利于进一步推进丁二酸的生物法工业化生产。

关键词：产琥珀酸放线杆菌丁二酸常压室温等离子体诱变高通量筛选转录组分析

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代谢工程改造马克斯克鲁维酵母生产L-乳酸

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生物工程学报 2025年第5期 2010-2025页

作者：王雨欣李晓敏刘佳高聪刘立明安徽科技学院食品工程学院江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室

L-乳酸作为一种重要的有机酸,在食品、医药和生物塑料等领域广泛应用。传统的L-乳酸生产主要依赖乳酸菌,但由于乳酸菌对底物要求高且对酸性环境的耐受性差,导致其工业化应用面临一定挑战。相比之下,马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces mar... 详细信息

L-乳酸作为一种重要的有机酸,在食品、医药和生物塑料等领域广泛应用。传统的L-乳酸生产主要依赖乳酸菌,但由于乳酸菌对底物要求高且对酸性环境的耐受性差,导致其工业化应用面临一定挑战。相比之下,马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）因其快速生长、耐高温、底物利用广泛等优势,成为了乳酸生产的潜在宿主。为了优化马克斯克鲁维酵母的L-乳酸生产能力,本研究对其进行了代谢工程改造。首先,筛选并表征了高效的乳酸脱氢酶（lactic dehydrogenase,LDH）,然后利用CRISPR基因编辑技术在不同基因位点过表达LDH并敲除编码丙酮酸脱羧酶的基因PDC1,构建了菌株LA2.1,其L-乳酸产量达到72.55 g/L。通过筛选并组合耐酸靶点,进一步提升了菌株的耐酸性和乳酸产量。最终,通过工艺优化,菌株LA4.3发酵72h积累了112.41 g/L的L-乳酸,得率为84.00%。在降低CaCO3使用量的条件下,L-乳酸产量达到101.50 g/L,发酵结束后的pH值为3.52。本研究为L-乳酸的高效生产提供了理论基础和技术支持。

关键词： L-乳酸马克斯克鲁维酵母耐酸性代谢工程

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代谢工程改造大肠杆菌生产没食子酸

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生物工程学报 2025年第5期 1942-1958页

作者：罗依凡胡贵鹏吴静宋伟魏婉清刘立明安徽科技学院食品工程学院江南大学生命科学与健康工程学院江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室

没食子酸是一种具有抗氧化等多种药用价值的天然植物酚类化合物,目前主要的生产方法是通过提取植物中单宁进行化学或酶水解方式制备,存在成本高和污染大的问题。基于微生物细胞工厂的绿色合成为没食子酸生产提供了有效替代途径,然而目... 详细信息

没食子酸是一种具有抗氧化等多种药用价值的天然植物酚类化合物,目前主要的生产方法是通过提取植物中单宁进行化学或酶水解方式制备,存在成本高和污染大的问题。基于微生物细胞工厂的绿色合成为没食子酸生产提供了有效替代途径,然而目前的产量仍难以达到工业化要求。为了利用廉价底物实现没食子酸的从头高效合成,本研究以一株高效合成3-脱氢莽草酸的大肠杆菌为底盘,首先确定没食子酸最优合成路径的关键酶为3-脱氢莽草酸脱水酶（AroZ）及对羟基苯甲酸羟化酶（PobA）,且二者最优表达比例为1:20。基于质粒拷贝数和启动子工程实现最优路径在底盘菌株体内的构建,并结合蛋白质工程改造获得限速酶突变体PobAM2/A45S/V47P,使得没食子酸摇瓶生产水平达到3.6 g/L。最后,在5 L发酵罐进行菌株稳定性和发酵条件优化,没食子酸产量达到26.7 g/L,糖酸转化率0.15 g/g。本研究实现了以葡萄糖为底物从头合成没食子酸产量的突破,为强化没食子酸及相关植物酚酸的生物合成提供了重要参考。

关键词：没食子酸大肠杆菌启动子工程蛋白质工程合成生物学

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Fe(Ⅱ)/2-酮戊二酸依赖型双加氧酶重组大肠杆菌全细胞催化合成4-羟基异亮氨酸

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高等学校化学学报 2019年第6期40卷 1172-1177页

作者：张文丽聂尧景晓冉徐岩江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室

以L-异亮氨酸(L-ILe)为底物,以异源表达Fe(Ⅱ)/2-酮戊二酸依赖型双加氧酶的重组大肠杆菌BL21/pET28a-ido全细胞作为催化剂,催化合成4-羟基异亮氨酸(4-HIL).基于重组异亮氨酸双加氧酶(IDO)催化异亮氨酸羟基化的性质和条件,在摇瓶水平上... 详细信息

以L-异亮氨酸(L-ILe)为底物,以异源表达Fe(Ⅱ)/2-酮戊二酸依赖型双加氧酶的重组大肠杆菌BL21/pET28a-ido全细胞作为催化剂,催化合成4-羟基异亮氨酸(4-HIL).基于重组异亮氨酸双加氧酶(IDO)催化异亮氨酸羟基化的性质和条件,在摇瓶水平上对辅因子亚铁离子、α-酮戊二酸(α-KG)及底物浓度进行了单因素优化.获得的最佳反应条件为2g/L FeSO4·7H2O,底物与α-KG摩尔比为1∶1,该条件下反应8h可生成190mmol/L4-HIL.结合摇瓶水平的最优条件,在反应器水平上继续对搅拌速度、菌体浓度等进行优化,实现了对高底物浓度下催化反应的连续调控.在50g/L湿菌体及400r/min转速下可一次转化合成400mmol/L 4-HIL,建立了全细胞催化合成4-羟基异亮氨酸的工艺流程.

关键词： L-异亮氨酸全细胞催化 4-羟基异亮氨酸双加氧酶过程调控

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羰基还原酶突变体高选择性催化不对称还原大位阻羰基化合物

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高等学校化学学报 2018年第11期39卷 2438-2444页

作者：梁晨聂尧徐岩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

以立体选择性羰基还原酶(RCR)的双突变酶RCR-F285A/W286A为对象,考察了该突变酶对酮酯类和杂环酮类底物的催化性能(包括酶活力和动力学参数)及对映体选择性,发现其对2-氧代-4-苯基丁酸乙酯(OPBE)、苯甲酰基乙酸乙酯(EBA)和1-苄基-3-吡... 详细信息

以立体选择性羰基还原酶(RCR)的双突变酶RCR-F285A/W286A为对象,考察了该突变酶对酮酯类和杂环酮类底物的催化性能(包括酶活力和动力学参数)及对映体选择性,发现其对2-氧代-4-苯基丁酸乙酯(OPBE)、苯甲酰基乙酸乙酯(EBA)和1-苄基-3-吡咯烷酮均具有酶活性,并且以高光学纯度生成相应手性醇(e.e.>99%).考察了反应条件对产率最高的OPBE的不对称转化反应的影响,结果表明,当pH=7. 0,反应温度30℃,3. 5%(体积分数)的异丙醇作助溶剂,加入1 g/L底物时,产率达到80. 3%.进一步通过分批补料减弱底物抑制作用,在10 g/L的底物浓度下,时空产率为0. 062 g·L^(-1)·h^(-1),为酶法不对称合成(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯[(R)-HPBE]的工业应用提供了实验基础.

关键词：羰基还原酶 2-氧代-4-苯基丁酸乙酯苯甲酰基乙酸乙酯 1-苄基-3-吡咯烷酮不对称转化

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羰基还原酶CR2重组酶体系不对称合成(S)-N,N-二甲基-3-羟基-3-(2-噻吩)-1-丙胺

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高等学校化学学报 2017年第10期38卷 1772-1777页

作者：孙太强李斌聂尧王栋徐岩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

构建了羰基还原酶CR2重组酶体系,并优化了相关的酶促催化反应条件.通过在催化体系中添加辅酶NADP+(0.1 mmol/L)和辅底物葡萄糖(120 g/L),在30℃及p H=8.0的条件下反应4 h,CR2重组酶体系不对称还原N,N-二甲基-3-酮-3-(2-噻吩)-1-丙胺(DKT... 详细信息

构建了羰基还原酶CR2重组酶体系,并优化了相关的酶促催化反应条件.通过在催化体系中添加辅酶NADP+(0.1 mmol/L)和辅底物葡萄糖(120 g/L),在30℃及p H=8.0的条件下反应4 h,CR2重组酶体系不对称还原N,N-二甲基-3-酮-3-(2-噻吩)-1-丙胺(DKTP,10 g/L),合成了高光学纯度(S)-N,N-二甲基-3-羟基-3-(2-噻吩)-1-丙胺[(S)-DHTP,e.e.值>99.9%],产率为62%.在酶促催化过程中,由于辅酶循环生成葡萄糖酸导致反应体系p H值下降而影响催化效率.通过调控反应体系p H值,(S)-DHTP的产率提高到68%.不同浓度底物的反应过程表明底物对CR2酶促反应具有抑制作用,且在10 g/L底物浓度下反应的时空产率可达1.3 g·L-1·h-1.

关键词：生物催化酶重组酶体系不对称还原 (S)-N,N-二甲基-3-羟基-3-(2-噻吩)-1-丙胺

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不对称还原制备光学纯(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯的双酶共表达重组菌的构建

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催化学报 2012年第10期33卷 1650-1660页

作者：宿宇宁倪晔王骏超徐志豪孙志浩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214122

克隆了来自于枯草芽孢杆菌的羰基还原酶基因IolS和葡萄糖脱氢酶基因GDH,采用Ni-NTA镍亲和层析柱对重组蛋白IolS进行纯化,并对纯酶进行了酶学性质研究.结果表明,该羰基还原酶的最适温度和pH值分别为30oC和6.0;在40oC以下具有较好的热稳定... 详细信息

克隆了来自于枯草芽孢杆菌的羰基还原酶基因IolS和葡萄糖脱氢酶基因GDH,采用Ni-NTA镍亲和层析柱对重组蛋白IolS进行纯化,并对纯酶进行了酶学性质研究.结果表明,该羰基还原酶的最适温度和pH值分别为30oC和6.0;在40oC以下具有较好的热稳定性;在pH5.57.0的偏酸性范围内能保持75%以上的酶活.采用三种策略构建了IolS和GDH的共表达重组质粒,结果发现,采用双启动子的重组质粒能够实现羰基还原酶IolS的高效表达,粗酶液中的IolS和GDH的比酶活均达到1.5U/mg.运用该重组菌对10g/L的OPBE进行不对称还原,反应15h后,底物转化率大于99%,产物(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯的ee值达到99.5%.

关键词：羰基还原酶葡萄糖脱氢酶共表达 (R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯不对称还原

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采用通透性处理的安大略假丝酵母全细胞高效合成(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇(英文)

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催化学报 2012年第4期33卷 681-687页

作者：倪晔张蓓花孙志浩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214122

考察了利用安大略假丝酵母(Candida ontarioensis)静息细胞不对称催化2-氯-1-(3-氯苯基)乙酮合成(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇的转化反应条件.结果表明,当底物浓度为10g/L时,在最适转化条件下反应72h,产物的ee值和产率分别达到99.9%和99.... 详细信息

考察了利用安大略假丝酵母(Candida ontarioensis)静息细胞不对称催化2-氯-1-(3-氯苯基)乙酮合成(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇的转化反应条件.结果表明,当底物浓度为10g/L时,在最适转化条件下反应72h,产物的ee值和产率分别达到99.9%和99.0%.采用4g/L十六烷基三甲基溴化铵对Candida ontarioensis细胞于4℃通透性处理20min后,全细胞的酶活提高2倍以上.当底物浓度提高为30g/L,转化24h后,产物的ee和产率分别达到99.9%和97.5%.该研究为高效制备(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇提供了可行途径,并为生物催化合成芳基手性醇类手性中间体提供了理论指导。

关键词： (R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇不对称还原十六烷基三甲基溴化铵通透性安大略假丝酵母

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