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浅蓝霉素H的发酵优化与浅蓝苷K的化学合成

有机化学 2022年第9期42卷 2840-2849页

作者：罗云高谕康燕鹏程朱伟明中国海洋大学医药学院海洋药物教育部重点实验室山东青岛266003 中国科学院上海有机化学研究所天然产物有机合成化学重点实验室上海200032 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋药物与生物制品功能实验室山东青岛266237

浅蓝霉素H (2)及其4-基α-L-吡喃鼠李糖苷[即浅蓝苷K (1)]是从海洋来源的浅蓝异壁放线菌WH1-2216-6的发酵产物中分离获得的天然产物,浅蓝苷K(1)具有良好的肿瘤细胞增殖抑制活性,但其产率低,合成未见报道.因此,首先对浅蓝霉素H(2)的主产... 详细信息

浅蓝霉素H (2)及其4-基α-L-吡喃鼠李糖苷[即浅蓝苷K (1)]是从海洋来源的浅蓝异壁放线菌WH1-2216-6的发酵产物中分离获得的天然产物,浅蓝苷K(1)具有良好的肿瘤细胞增殖抑制活性,但其产率低,合成未见报道.因此,首先对浅蓝霉素H(2)的主产菌株浅蓝异壁放线菌WH1-2216-6突变株CRM05进行发酵优化,采用放线菌5号与玉米配制的固体培养基发酵培养CRM05菌株,将浅蓝霉素H (2)的产量提高到272 mg/L(提高了5倍),获得了足量的浅蓝霉素H(2).接着,通过脱肟、鼠李糖苷化、成肟及脱乙酰保护等6步反应,以25.6%的总收率从浅蓝霉素H(2)合成了浅蓝苷K (1).通过高分辨质谱、核磁共振和比旋光等数据确认了浅蓝苷K (1)的结构,与报道的天然产物为同一化合物.浅蓝苷K (1)具有较强的肿瘤细胞抗增殖活性,对肿瘤细胞株PATU8988T、786-O、5673、DU145、A-375、FaDu和SF126的半数抑制浓度(IC50)为1.07~1.78μmol/L.

关键词：浅蓝霉素H 发酵优化鼠李糖苷化浅蓝苷K 抗增殖活性

共表达分子伴侣蛋白提高III型普鲁兰水解酶在短小芽孢杆菌中的分泌表达及发酵优化

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食品工业科技 2024年第10期45卷 149-157页

作者：曾静郭建军王通袁林江西省科学院微生物研究所江西南昌330096

本研究旨在通过共表达分子伴侣蛋白以及优化发酵条件来提高III型普鲁兰水解酶(TK-PUL)在短小芽孢杆菌中的分泌表达水平。通过构建共表达TK-PUL和分子伴侣蛋白的多种重组短小芽孢杆菌,并以胞外酶活为指标对其进行筛选,确定最有利于TK-PU... 详细信息

本研究旨在通过共表达分子伴侣蛋白以及优化发酵条件来提高III型普鲁兰水解酶(TK-PUL)在短小芽孢杆菌中的分泌表达水平。通过构建共表达TK-PUL和分子伴侣蛋白的多种重组短小芽孢杆菌,并以胞外酶活为指标对其进行筛选,确定最有利于TK-PUL分泌表达的分子伴侣蛋白及对应的重组短小芽孢杆菌。在此基础上采用单因素实验和响应面法优化重组短小芽孢杆菌的发酵条件。结果表明,共表达分子伴侣蛋白PrsA^(Ba)的重组短小芽孢杆菌的胞外酶活达到98.79 U/mL,提高了0.31倍。该重组短小芽孢杆菌的最佳培养基包括19.65 g/L葡萄糖、21.46 g/L酵母提取物、12.01 g/L MgCl_(2)·6H_(2)O、9.02 g/L脯氨酸、0.01 g/L FeSO4·7H_(2)O、0.01 g/L MnSO4·4H_(2)O、0.001 g/L ZnSO4·7H_(2)O。在发酵温度为35℃、起始发酵pH为7.0的条件下,该重组短小芽孢杆菌于最佳培养基中培养66 h时,其胞外酶活达到192.68 U/mL,提高了1.56倍。本研究通过共表达分子伴侣蛋白和发酵优化实现了TK-PUL在短小芽孢杆菌的高效分泌表达,为TK-PUL的应用提供了基础。

关键词： III型普鲁兰水解酶短小芽孢杆菌胞外分子伴侣蛋白发酵优化分泌表达

大肠杆菌表达高性能融合鱿鱼环齿-类弹性蛋白的发酵优化

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华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期50卷 71-79页

作者：姜正日殷仁凯王泽建钱江潮华东理工大学生物工程学院生物反应器工程国家重点实验室上海200237

为了实现重组蛋白SRT-ELP36在大肠杆菌中的高效表达,利用携带重组蛋白SRTELP36基因的pET-25b(+)表达载体,分别在摇瓶和5 L发酵罐上进行了发酵条件优化,并在50 L发酵罐中进行放大验证。经转化表达质粒后,宿主菌BL21(DE3)的菌体生长和蛋... 详细信息

为了实现重组蛋白SRT-ELP36在大肠杆菌中的高效表达,利用携带重组蛋白SRTELP36基因的pET-25b(+)表达载体,分别在摇瓶和5 L发酵罐上进行了发酵条件优化,并在50 L发酵罐中进行放大验证。经转化表达质粒后,宿主菌BL21(DE3)的菌体生长和蛋白体积产量均高于BLR(DE3),可用于蛋白SRT-ELP36表达。摇瓶发酵条件优化结果表明,TB(Terrific Broth)培养基、装液比(装液量与摇瓶体积之比)为5%、诱导温度为37℃、对数生长结束期添加0.5 mmol/L的IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)诱导剂,菌体最高OD_(600)(波长600 nm处的吸光值)达到22.3,最高蛋白体积产量达0.60 g/L。在5 L发酵罐中进行补料分批培养条件优化,在OD_(600)为35时添加终浓度为0.5 mmol/L的IPTG启动诱导,并控制过程菌体氧消耗速率(OUR)为(180±5) mmol/(L·h),菌体的最高OD_(600)和蛋白体积产量分别达到了88、1.85 g/L,单位菌体蛋白产量为70 mg/g。在50 L发酵罐中,参照5 L工艺控制条件进行发酵过程放大,菌体最高OD_(600)达到103,重组蛋白SRT-ELP36的体积产量和单位菌体产量进一步提高到了2.22 g/L和90 mg/g,是目前文献报道SRT蛋白表达的最高水平,为高性能融合鱿鱼环齿-类弹性蛋白的工业化生产提供了基础。

关键词：大肠杆菌鱿鱼环齿蛋白类弹性蛋白力学性能发酵优化

高产抗菌脂肽Fengycin芽孢杆菌的诱变育种和发酵条件优化

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食品工业科技 2023年第23期44卷 134-143页

作者：陈尚里于福田沈圆圆刘小玲广西大学轻工与食品工程学院广西南宁530004

为了提高Fengycin产量,以芽孢杆菌YA-215为出发菌,通过复合诱变(紫外诱变、ARTP-LiCl诱变)育种来获取高产Fengycin突变体。通过单因素实验和响应面试验等确定最佳发酵工艺优化。结果表明,复合诱变选育获得一株高产Fengycin突变株UA397,... 详细信息

为了提高Fengycin产量,以芽孢杆菌YA-215为出发菌,通过复合诱变(紫外诱变、ARTP-LiCl诱变)育种来获取高产Fengycin突变体。通过单因素实验和响应面试验等确定最佳发酵工艺优化。结果表明,复合诱变选育获得一株高产Fengycin突变株UA397,全基因组测序结合16S进化样本分析显示为暹罗芽孢杆菌。其最佳发酵工艺条件为:蔗糖25 g/L、蛋白胨30 g/L、发酵温度37.7℃、发酵时间37.8 h、接种量5.01%。在此发酵条件下,暹罗芽孢杆菌UA-397的Fengycin产量为517.09 mg/L,是野生型在未进行发酵条件优化时Fengycin产量113.02 mg/L的4.575倍。研究结果为抗菌脂肽Fengycin应用于食品、医药和生物防治等领域奠定了产量基础。

关键词：暹罗芽孢杆菌 Fengycin 诱变育种响应面发酵优化

海洋细菌Sphingomonas sp.Q2产琼胶酶发酵条件优化、酶学性质及降解产物研究

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食品工业科技 2023年第18期44卷 139-146页

作者：钱洗谦乔乐克张洪锋江晓路王鹏张京良中国海洋大学食品科学与工程学院山东青岛266003 青岛海洋生物医药研究院山东青岛266100 青岛海莱美生物科技有限公司山东青岛266400 中国海洋大学医药学院山东青岛266003

本研究旨在对从江蓠中筛选获得的Sphingomonas sp.Q2菌株产琼胶酶能力条件进行优化并对其酶学性质及降解产物进行研究。通过响应面法对发酵条件进行优化,采用硫酸铵沉淀、离子交换层析和凝胶层析等方法对发酵所得酶液进行纯化并对纯化... 详细信息

本研究旨在对从江蓠中筛选获得的Sphingomonas sp.Q2菌株产琼胶酶能力条件进行优化并对其酶学性质及降解产物进行研究。通过响应面法对发酵条件进行优化,采用硫酸铵沉淀、离子交换层析和凝胶层析等方法对发酵所得酶液进行纯化并对纯化后的酶液进行酶学性质研究。发酵优化结果表明该菌株产琼胶酶的最佳培养基组成为:琼脂4.42 g/L、磷酸氢二钾1.30 g/L、氯化钠10.51 g/L。优化后的酶活力为1085.71 U/mL,较优化前提高了1.58倍。纯化后的琼胶酶比活为112048.82 U/mg,纯化倍数为7倍,回收率为48.04%。酶学性质结果表明该酶最适反应温度为40℃,最适pH为6.5,且在最适温度下保存8 h,酶活仍保持在90%以上。MS和^(13)C-NMR结果表明,该琼胶酶的降解产物主要为新琼四糖。该琼胶酶具有良好的热稳定性及较高的酶活力,为琼胶寡糖的开发制备提供了基础。

关键词： Sphingomonas sp. Q2 琼胶酶发酵优化分离纯化酶学性质降解产物

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限氧发酵生产缬氨酸工程菌株及发酵过程优化

食品与发酵工业 2023年第1期49卷 33-39,46页

作者：王加初伍法清吴鹤云谢希贤天津科技大学生物工程学院天津300457 天津科技大学食品科学与工程学院天津300457

VHY18是之前构建的可在限氧条件下高产缬氨酸的菌株,但在发酵过程中会大量积累琥珀酸和乙酸,生长活力也会显著衰退,限制其发酵性能。为此,该研究首先敲除了VHY18中丙酮酸氧化酶和乙酸激酶编码基因poxB和ackA,构建了VHY19,使乙酸浓度降低... 详细信息

VHY18是之前构建的可在限氧条件下高产缬氨酸的菌株,但在发酵过程中会大量积累琥珀酸和乙酸,生长活力也会显著衰退,限制其发酵性能。为此,该研究首先敲除了VHY18中丙酮酸氧化酶和乙酸激酶编码基因poxB和ackA,构建了VHY19,使乙酸浓度降低了43.7%。接着敲除了VHY19的苹果酸脱氢酶编码基因mdh,构建了VHY20,使琥珀酸浓度降低了50.8%。最后优化了VHY20的双阶段发酵工艺,主要摸索了限氧发酵阶段的供氧条件、2个阶段的转换时机及葡萄糖流加速率。优化后的VHY20双阶段发酵工艺为,发酵开始时先进行好氧发酵,14 h后将好氧发酵转换至限氧发酵,并将供氧条件设置为搅拌转速400 r/min、风量2 L/min,补糖速率控制在25 g/h。菌株和发酵过程优化后,缬氨酸产量为90.4 g/L,转化率为0.53 g/g葡萄糖,分别较优化前提高了7.8%和30.5%;乙酸和琥珀酸的积累量分别为2.7和1.2 g/L,较优化前降低了76.9%和95.4%。

关键词：缬氨酸代谢工程发酵优化大肠杆菌限氧发酵

Bacillus circulans来源β-半乳糖苷酶在Bacillus subtilis中的表达、性质及发酵优化

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食品与发酵工业 2022年第18期48卷 20-27页

作者：许俊勇毕然夏伟陈晟江南大学食品科学与技术国家重点实验室江苏无锡214122 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 江南大学教育部食品安全国际合作联合实验室江苏无锡214122

低聚半乳糖(galactooligosaccharide,GOS)是一种具有天然属性的功能性低聚糖,因其优良的益生功能以及在高温和低pH下较高的稳定性而被广泛应用于婴幼儿奶粉等食品中,其主要由β-半乳糖苷酶以乳糖为底物进行生产。为了将具有更高转化率的... 详细信息

低聚半乳糖(galactooligosaccharide,GOS)是一种具有天然属性的功能性低聚糖,因其优良的益生功能以及在高温和低pH下较高的稳定性而被广泛应用于婴幼儿奶粉等食品中,其主要由β-半乳糖苷酶以乳糖为底物进行生产。为了将具有更高转化率的β-半乳糖苷酶应用于食品领域,该研究首次将Bacillus circulans来源的β-半乳糖苷酶β-Gal-Ⅱ在Bacillus subtilis中进行了异源表达,并对其酶学性质、GOS的制备进行了测定,同时为了降低其工业化应用成本,对重组菌在摇瓶及3-L罐的发酵条件进行了优化。结果表明,重组β-Gal-Ⅱ制备GOS的最适作用条件为50℃、pH 5.0,该条件下GOS转化率在8 h可达最高值60.32%;在摇瓶的发酵条件优化中,以安琪酵母粉和玉米浆干粉各7.5 g/L为复合氮源时,总酶活力最高,可达6.82 U/mL,是TB发酵的1.5倍,单一氮源发酵的2~2.5倍;在3-L罐上进行了33、37℃两个温度的发酵优化,37℃发酵产量优于33℃,最终总酶活力可达138.3 U/mL,是摇瓶发酵的20.3倍。该研究为GOS的工业化生产提供技术基础。

关键词：低聚半乳糖 β-半乳糖苷酶枯草芽孢杆菌发酵优化氮源

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补料分批发酵条件优化提高D-泛酸的产量

食品与发酵工业 2022年第7期48卷 8-13页

作者：周海岩周斌邹树平张博柳志强浙江省生物有机合成技术研究重点实验室(浙江工业大学) 浙江杭州310014 手性生物制造国家地方联合工程研究中心(浙江工业大学) 浙江杭州310014

D-泛酸是一种B族维生素,广泛应用于饲料、食品、医药等行业。由于化学法合成D-泛酸的成本高、环境污染大,采用生物发酵法生产D-泛酸显得尤为重要。为了实现重组大肠杆菌DPA21/pBCST3D的高产,在5 L发酵罐水平进行了发酵参数的优化,并在... 详细信息

D-泛酸是一种B族维生素,广泛应用于饲料、食品、医药等行业。由于化学法合成D-泛酸的成本高、环境污染大,采用生物发酵法生产D-泛酸显得尤为重要。为了实现重组大肠杆菌DPA21/pBCST3D的高产,在5 L发酵罐水平进行了发酵参数的优化,并在补料分批发酵实验中对β-丙氨酸和葡萄糖的流加方式和浓度进行优化,进一步提高了D-泛酸的产量。通过优化确定了培养条件为温度30℃、pH 6.8、溶氧15%;β-丙氨酸补料方式为与葡萄糖混合且质量浓度为40 g/L,通过比较2种不同的葡萄糖流加方式,最终选择以脉冲式5~10 g/L的补料方式进行。在以上的发酵条件下,D-泛酸的产量达到41.5 g/L,较初始条件下提高了41.3%。研究结果为D-泛酸的工业化生产奠定了基础。

关键词：大肠杆菌 D-泛酸 β-丙氨酸发酵优化补料分批发酵

枯草芽孢杆菌产D-阿洛酮糖3-差向异构酶的发酵优化

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食品与生物技术学报 2022年第5期41卷 74-80页

作者：卜一凡张涛陈静静江波食品科学与技术国家重点实验室江南大学江苏无锡214122 江南大学食品安全国际联合实验室江苏无锡214122

D-阿洛酮糖是D-果糖在C-3位的差向异构体,由于较低的热量和与蔗糖相似的甜度,D-阿洛酮糖成为一个具有发展前景的功能性甜味剂。D-阿洛酮糖3-差向异构酶(D-psicose 3-epimerase,EC 5.***.3.30,DPEase)能够催化D-果糖生产D-阿洛酮糖,这种生... 详细信息

D-阿洛酮糖是D-果糖在C-3位的差向异构体,由于较低的热量和与蔗糖相似的甜度,D-阿洛酮糖成为一个具有发展前景的功能性甜味剂。D-阿洛酮糖3-差向异构酶(D-psicose 3-epimerase,EC 5.***.3.30,DPEase)能够催化D-果糖生产D-阿洛酮糖,这种生物酶法制备的功能性甜味剂D-阿洛酮糖由于简单的纯化步骤和高产物浓度等优点受到关注。该研究对1株前期构建的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 1A751/pUB-P43dpe-dal产DPEase进行了3 L发酵罐水平培养,通过优化溶解氧(DO)、pH、温度、初始碳源质量浓度确定最适发酵条件为:DO为30%、pH 6.0、温度37℃、初始葡萄糖质量浓度15 g/L,最高发酵酶活达78.3 U/mL。在此基础上进行补料发酵优化,得到最适补料条件为:在发酵5 h进行补料,碳源补料速率8.0 g/(L·h),在此条件下,发酵9 h全细胞酶活高达123.0 U/mL。此发酵策略为扩大工业化生产提供了参考。

关键词： D-阿洛酮糖 D-阿洛酮糖3-差向异构酶枯草芽孢杆菌发酵优化酶活