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产甘油假丝酵母GPD和GPP基因的克隆及其在酿酒酵母和烟草中表达

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产甘油假丝酵母GPD和GPP基因的克隆及其在酿酒酵母和烟草中表达

作者：赵有玺江南大学

学位级别：硕士

干旱、盐碱、低温等逆境条件是严重影响栽培植物生长发育的非生物胁迫因素。它们不仅导致粮食产量的大幅度减产,而且使农作物的种植面积大大减少,从而进一步加剧了粮食短缺的矛盾。因此,如何改良植物对逆境胁迫的抗性一直是当前世界上... 详细信息

干旱、盐碱、低温等逆境条件是严重影响栽培植物生长发育的非生物胁迫因素。它们不仅导致粮食产量的大幅度减产,而且使农作物的种植面积大大减少,从而进一步加剧了粮食短缺的矛盾。因此,如何改良植物对逆境胁迫的抗性一直是当前世界上研究的热点之一。分子生物学与生物技术的发展,为人们改良作物的抗非生物逆境性能开拓了新的途径。甘油是一种极其理想的耐高渗透压介质。一般的植物细胞中也能合成甘油,但生成量极少,难以达到维持细胞耐高渗的功能。本实验室在前期的研究中,筛选到了一株耐高渗过量合成甘油的假丝酵母WL2002-5。运用PCR的方法,从产甘油假丝酵母WL2002-5中扩增出了产甘油关键酶3-磷酸甘油脱氢酶(glycerol 3-phosphate dehydrogenase, GPD)和3-磷酸甘油磷酸酶(glycerol3-phosphate phosphatase, GPP)的基因GPD和GPP。对这两个基因测序,发现其与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的GPD、GPP基因的相似性达99%。本论文将假丝酵母WL2002-5的甘油合成基因在S. cerevisiae W303-1A中进行了异源表达,并进一步成功地构建了重组烟草。此研究为获得具有优良抗逆性植物走出了重要的一步。首先构建了可以在酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae W303-1A中表达的重组质粒pYX212-GPD、pYX212-GPP。实验结果发现,S. cerevisiae W303-1A (pYX212-GPD)发酵72小时后,发酵液中甘油含量为18 gL;而S. cerevisiae W303-1A(pYX212-GPP)和S. cerevisiae W303-1A相差不大,只有6 gL。这说明GPD基因的导入有利于S.cerevisiae W303-1A对甘油的积累。而后构建了它们在烟草中的表达载体pBI121-GPD、pBI121-GPP、pCAMBIA 3300-GPD、pCAMBIA3300-GPP,以及它们的串联表达载体pCAMBIA3300 -GPD-GPP。通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404介导转入烟草。建立了一种快速鉴定转基因植物的方法。用此法对T0代转基因烟草进行PCR验证,证明基因GPD、GPP、GPD和GPP串联基因成功的整合到转基因烟草的基因组。

关键词：甘油 3-磷酸甘油脱氢酶 3-磷酸甘油磷酸酶植物表达载体构建转基因烟草

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雄甾烯酮转化菌的诱变育种和发酵条件优化

食品与生物技术学报 2010年第1期29卷 150-154页

作者：赵有玺龚平北京联合大学生物化学工程学院北京100023

采用紫外线照射和NTG对实验室保存的一株对植物甾醇有降解能力的Mycobacterium sp. SH5进行诱变处理,得到一株雄甾-4-烯-3,17-二酮(Androst-4-end-3,17-dione,AD)和雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮(Androst-1,4-end-3,17-dione,ADD)分解酶(9α-羟化酶)缺陷型菌株Mycobacterium sp.SH5-52。对Mycobacterium sp. SH5-52降解植物甾醇侧链得到AD(D)的培养基组成、接种量、温度、pH值和溶氧等发酵条件进行了研究。在最佳的发酵条件下,投料质量浓度为0.6 g/dL时,AD(D)的转化率由原来的37.2%提高到47.6%左右。

关键词： 4烯--雄甾-3,17-二酮 l,4-二烯-雄甾-3,17-二酮植物甾醇生物转化

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微胶囊结构与性能的研究进展

中国生物工程杂志 2010年第1期30卷 104-110页

作者：韩薇妍赵有玺龚平北京联合大学生物化工学院北京100023

近年来,微胶囊技术在生物医药、化工、食品等行业得到了应用和发展。微胶囊制备的新工艺、微胶囊性能分析的新方法、微胶囊形貌结构和孔结构的表征方法等,都取得了一定的成就。综述了微胶囊的结构和性能方面研究的新进展。

关键词：微胶囊结构性能

右旋糖苷修饰超氧化物歧化酶及其产物活性研究

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食品与机械 2015年第3期31卷 172-174,184页

作者：李亮赵有玺冀颐之龚平北京联合大学生物化学工程学院北京100023

右旋糖苷经高碘酸钠氧化及活化后,开环生成两个醛基,与超氧化物歧化酶(SOD)发生加成反应,从而对其进行修饰。修饰后的SOD可有效保持其原有活性,且热稳定性、酸碱稳定性及在乙醇中的稳定性均有所提高。采用红外光谱对其结构进行分析,证实... 详细信息

右旋糖苷经高碘酸钠氧化及活化后,开环生成两个醛基,与超氧化物歧化酶(SOD)发生加成反应,从而对其进行修饰。修饰后的SOD可有效保持其原有活性,且热稳定性、酸碱稳定性及在乙醇中的稳定性均有所提高。采用红外光谱对其结构进行分析,证实SOD被右旋糖苷成功修饰。

关键词：超氧化物岐化酶修饰酶活性红外光谱

Halogranum amylolyticum TNN58全基因组测序及PHBV代谢途径分析

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食品与生物技术学报 2018年第6期37卷 572-579页

作者：赵有玺薛燕芬马延和饶志明江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214036 北京联合大学生物化学工程学院北京100023 中国科学院微生物研究所北京100101

解淀粉盐颗菌TNN58(Halogranum amylolyticum TNN58)是一株极端嗜盐古菌,它可以利用葡萄糖积累3HV摩尔分数高达20%的PHBV。首次通过鸟枪法对H.amylolyticum TNN58进行了全基因组测序,利用Velvet软件进行组装,得到32个支架序列,整个基因... 详细信息

解淀粉盐颗菌TNN58(Halogranum amylolyticum TNN58)是一株极端嗜盐古菌,它可以利用葡萄糖积累3HV摩尔分数高达20%的PHBV。首次通过鸟枪法对H.amylolyticum TNN58进行了全基因组测序,利用Velvet软件进行组装,得到32个支架序列,整个基因组大小约为4.71Mb,测序深度为218X。通过对基因组数据进行分析,发现该菌株PHA合酶由pha E和pha C两个亚基组成,存在4条3-HV的供应途径,同时发现该菌株不存在乙醛酸循环途径,但存在甲基天冬氨酸循环途径作为乙酸盐的回补利用途径。本研究的结果为揭示H.amylolyticum TNN58的PHBV合成机制和后续的功能基因组学研究的提供了数据。

关键词： PHBV 基因组解淀粉盐颗菌

无载体固定化少根根霉产脂肪酶发酵培养基的优化

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食品工业科技 2013年第4期34卷 171-175页

作者：冀颐之赵有玺龚平王群群谭天伟北京联合大学生物化学工程学院北京100023 北京化工大学教育部生物炼制工程中心北京100029

通过单因子和正交实验,对无载体固定化少根根霉N-103产脂肪酶的发酵培养基进行研究,获得摇瓶发酵的最优培养基条件为:花生油5mL/L、麸皮多糖水解液75mL/L、棉籽蛋白15g/L、(NH4)2SO42g/L、MgSO41g/L、K2HPO42.5g/L。在此条件下进行摇瓶... 详细信息

通过单因子和正交实验,对无载体固定化少根根霉N-103产脂肪酶的发酵培养基进行研究,获得摇瓶发酵的最优培养基条件为:花生油5mL/L、麸皮多糖水解液75mL/L、棉籽蛋白15g/L、(NH4)2SO42g/L、MgSO41g/L、K2HPO42.5g/L。在此条件下进行摇瓶验证实验,少根根霉脂肪酶酶活可达100U/mL,为基础培养基配方对照组的1.33倍。

关键词：脂肪酶少根根霉无载体固定化培养基

原生质体激光诱变选育假白布勒弹孢酵母辅酶Q_(10)高产菌株

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食品工业科技 2014年第14期35卷 230-233,244页

作者：赵有玺龚平罗忠智冀颐之北京联合大学生物化学工程学院北京100023

对一株产辅酶Q10的菌株假白布勒弹孢酵母BUQ-3进行了原生质体制备、再生及激光诱变育种的研究。结果显示假白布勒弹孢酵母BUQ-3原生质体形成及再生的最佳条件为:菌龄26h,蜗牛酶浓度2g/L,酶溶液pH7.5,酶解温度25℃,酶解时间1.5h。He-Ne... 详细信息

对一株产辅酶Q10的菌株假白布勒弹孢酵母BUQ-3进行了原生质体制备、再生及激光诱变育种的研究。结果显示假白布勒弹孢酵母BUQ-3原生质体形成及再生的最佳条件为:菌龄26h,蜗牛酶浓度2g/L,酶溶液pH7.5,酶解温度25℃,酶解时间1.5h。He-Ne激光诱变的最佳诱变时间为4.5min。以色素突变型为筛选模型,经激光诱变,获得具有遗传稳定特性的高产突变株BUQJ-012,其辅酶Q10产量比亲本株提高了87%,达到1.53mg/L。

关键词：假白布勒弹孢酵母辅酶Q10 原生质体激光诱变选育

构建辅酶自循环系统全细胞催化合成S-2-氨基-1-苯基乙醇

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应用与环境生物学报 2020年第1期26卷 152-159页

作者：赵有玺刘松张显徐美娟杨套伟饶志明北京联合大学生物化学工程学院北京100023 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

S-2-氨基-1-苯基乙醇是一种重要的医药中间体,广泛应用于神经递质及抗病毒剂等多种具有生理活性药物的合成.目前其合成主要通过化学手段,虽然工艺成熟,但反应条件剧烈,且会生成许多副产物.基于新鉴定的铜绿假单胞菌来源的ω-转氨酶,设... 详细信息

S-2-氨基-1-苯基乙醇是一种重要的医药中间体,广泛应用于神经递质及抗病毒剂等多种具有生理活性药物的合成.目前其合成主要通过化学手段,虽然工艺成熟,但反应条件剧烈,且会生成许多副产物.基于新鉴定的铜绿假单胞菌来源的ω-转氨酶,设计了一个结合新金色分枝杆菌来源的醇脱氢酶的级联酶催化体系,从而将较为廉价的苯基-1,2-乙二醇一步催化合成具有高附加值的S-2-氨基-1-苯基乙醇.为了解决级联催化过程中辅酶再生和氨基供体再生问题,在该级联体系中引入大肠杆菌来源的谷氨酸脱氢酶,构建一个封闭的氧化还原自循环系统,从而实现辅酶(NADP+)和辅底物(L-Glu)的同时再生.最后将这3个酶串联表达在pETDuet和pACYCDuet质粒上,并转入大肠杆菌中,获得了重组菌Escherichia coli BL21(MPG).通过重组菌全细胞转化,结果显示在100 mL、pH 8.0的NH4Cl溶液中,37℃条件下反应10 h后,OD600=30的该重组菌可一步催化50 mmol/L苯基-1,2-乙二醇生成光学纯的S-2-氨基-1-苯基乙醇,转化率达到99.6%,产物的ee值>99%.本研究提供了一种高效经济催化合成S-2-氨基-1-苯基乙醇的方法,不需要受到辅因子供应不足的限制以及副产物的积累的影响.

关键词： S-2-氨基-1-苯基乙醇苯基-1,2-乙二醇 ω-转氨酶辅酶自循环系统全细胞生物催化

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微生物发酵对川乌、附子中生物碱含量的影响

北京化工大学学报（自然科学版） 2010年第3期37卷 97-101页

作者：苏建树刘白宁田平芳林强赵有玺葛喜珍北京化工大学生命科学与技术学院北京100029 北京联合大学生物化学工程学院北京100023

探讨了微生物发酵对川乌、附子中新乌头碱、乌头碱、次乌头碱含量的影响。将菌种以孢子悬液的形式接入灭菌生川乌、生附子、制川乌、制附子药材中,30℃固态发酵培养7 d提取生物碱,对照组为未发酵药材。采用高效液相色谱法测定其含量。... 详细信息

探讨了微生物发酵对川乌、附子中新乌头碱、乌头碱、次乌头碱含量的影响。将菌种以孢子悬液的形式接入灭菌生川乌、生附子、制川乌、制附子药材中,30℃固态发酵培养7 d提取生物碱,对照组为未发酵药材。采用高效液相色谱法测定其含量。研究发现发酵药材中新乌头碱、乌头碱、次乌头碱质量分数明显低于原药材:生川乌中新乌头碱、乌头碱、次乌头碱的质量分数分别为0.1390%、0.0195%、0.0320%,而发酵生川乌中分别为0.0231%、0.0039%、0.0117%;生附子中新乌头碱、乌头碱、次乌头碱的质量分数分别为0.2750%、0.0670%、0.0550%,而发酵生附子中分别为0.0633%、0.0552%、0.0291%;生川乌+附子中新乌头碱、乌头碱、次乌头碱的质量分数分别为0.1395%、0.0075%、0.0078%,而发酵生川乌+附子中分别为0.0202%、0.0022%、0.0026%。该结果表明微生物发酵有助于降低川乌、附子中有毒生物碱的含量。

关键词：川乌附子微生物发酵乌头碱新乌头碱次乌头碱液相色谱