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谷氨酰胺合成酶与运动发酵单胞菌耐受酚醛的关系

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常州大学学报(自然科学版) 2025年第1期37卷 48-57页

作者：易霞张盟王一龙蒙顾王心悦何玉财朱劼常州大学城乡矿山研究院江苏常州213164 生物质高效炼制及高质化利用国家地方联合工程研究中心(常州大学) 江苏常州213164 常州市生物质绿色安全高值利用技术重点实验室(常州大学) 江苏常州213164 常州大学药学院江苏常州213164

通过基因表达谱、基因重组和生物信息学技术,研究谷氨酰胺合成酶与生物炼制菌株耐受酚醛的关系。基因表达谱研究结果表明,在4-羟基苯甲醛、丁香醛和香草醛的胁迫下,运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis ZM4)的I型谷氨酰胺合成酶基因ZMO049... 详细信息

通过基因表达谱、基因重组和生物信息学技术,研究谷氨酰胺合成酶与生物炼制菌株耐受酚醛的关系。基因表达谱研究结果表明,在4-羟基苯甲醛、丁香醛和香草醛的胁迫下,运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis ZM4)的I型谷氨酰胺合成酶基因ZMO0493分别显著差异上调2.80,2.52和3.21倍。通过基因重组发现,ZMO0493过量表达提高了运动发酵单胞菌的酚醛转化和乙醇积累。蛋白互作网络分析发现,ZMO0493蛋白与氧化还原酶(ZMO1116/ZMO1661)和氨基转移酶(ZMO0056/ZMO1207)显著相关,表明该I型谷氨酰胺合成酶与运动发酵单胞菌的酚醛耐受有关。

关键词：运动发酵单胞菌乙醇发酵酚醛谷氨酰胺合成酶

谷氨酰胺合成酶腺苷酰化位点的定点突变和产胺的初步研究

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过程工程学报 2008年第1期8卷 135-139页

作者：黄星曾行刘铭龚博胡淼曹竹安清华大学化学工程系北京100084

为解决谷氨酰胺合成酶腺苷酰化修饰失活的问题,利用基因定点突变的方法将谷氨酸棒杆菌的谷氨酰胺合成酶(Glutamine Synthetase,GS)腺苷酰化位点由Tyr405突变为Phe405,并在大肠杆菌中获得突变后GS的表达.对比腺苷酰化位点突变前后的重组... 详细信息

为解决谷氨酰胺合成酶腺苷酰化修饰失活的问题,利用基因定点突变的方法将谷氨酸棒杆菌的谷氨酰胺合成酶(Glutamine Synthetase,GS)腺苷酰化位点由Tyr405突变为Phe405,并在大肠杆菌中获得突变后GS的表达.对比腺苷酰化位点突变前后的重组大肠杆菌pET-3a/GSI和pET-3a/GSIM在高氨环境下的GS活性和谷氨酰胺产量,发现重组菌pET-3a/GSIM在高氨环境下的最大酶活是150U/L,产谷氨酰胺浓度为17.5g/L,分别是pET-3a/GSI酶活(30U/L)的5.0倍和产谷氨酰胺水平(3.4g/L)的5.1倍,GS定点突变使谷氨酸转化为谷氨酰胺的途径得到强化.

关键词：谷氨酰胺大肠杆菌谷氨酰胺合成酶腺苷化位点

谷氨酰胺合成酶基因GS1和GS2的高效表达增强转基因水稻对氮素缺乏的耐性(英文)

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植物生理与分子生物学学报 2005年第5期31卷 492-498页

作者：孙辉黄其满苏金中国农业科学院生物技术研究所北京100081

构建了同时含有胞质谷氨酰胺合成酶(GS1)cDNA和叶绿体谷氨酰胺合成酶(GS2)cDNA的植物表达载体p2GS,通过农杆菌介导法用它们转化了水稻品种“中花10号”的成熟胚愈伤组织,经潮霉素(Hyg)筛选培养及分化再生,获得了抗Hyg的转基因水稻植株。... 详细信息

构建了同时含有胞质谷氨酰胺合成酶(GS1)cDNA和叶绿体谷氨酰胺合成酶(GS2)cDNA的植物表达载体p2GS,通过农杆菌介导法用它们转化了水稻品种“中花10号”的成熟胚愈伤组织,经潮霉素(Hyg)筛选培养及分化再生,获得了抗Hyg的转基因水稻植株。PCR和基因组Southern杂交分析结果证明,GS1和GS2基因均已经整合到转基因水稻的基因组内。Northern杂交实验结果证实,GS1和GS2基因在转基因水稻的转录水平上得到了有效表达。在以0.7mmol/L的(NH4)2SO4取代了其中氮成分的MS培养基上测试植株生长量,结果表明转基因植株鲜重增长量显著高于对照,证明高效表达GS增强了转基因水稻对土壤氮素缺乏的耐性。

关键词：谷氨酰胺合成酶转基因水稻氮素缺乏耐性

定点突变的谷氨酰胺合成酶的表达条件和在酶法合成谷氨酰胺中的应用

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化工学报 2008年第6期59卷 1479-1484页

作者：黄星刘铭龚博曾行张颂怡曹竹安清华大学化学工程系北京100084

针对酶法生产谷氨酰胺中高浓度铵盐条件下的谷氨酰胺合成酶(GS)腺苷酰化问题,从谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum ATCC14067调取编码GS的基因glnA,将GS的腺苷酰化位点Tyr405定点突变为Phe405,并在大肠杆菌中表达突变后的GS,优化... 详细信息

针对酶法生产谷氨酰胺中高浓度铵盐条件下的谷氨酰胺合成酶(GS)腺苷酰化问题,从谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum ATCC14067调取编码GS的基因glnA,将GS的腺苷酰化位点Tyr405定点突变为Phe405,并在大肠杆菌中表达突变后的GS,优化产酶条件。用突变的GS在摇瓶中进行酶催化过程,通过补加酶催化底物谷氨酸钠和氯化铵,可以提高定点突变的GS生产谷氨酰胺的能力,谷氨酰胺产量达到16.8g·L-1;在5L反应器规模的酶催化生产谷氨酰胺过程中,通过调控底物补加方案和反应条件,谷氨酰胺的产量达到34.2g·L-1,谷氨酰胺对谷氨酸的摩尔转化率为96.3%。

关键词：谷氨酰胺酶催化谷氨酰胺合成酶腺苷酰化位点

原位氮饥饿发酵工艺中梯度补氮对谷氨酰胺合成酶的调控

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化工学报 2004年第1期55卷 155-159页

作者：李春刘雨磊陈奎发杨艳曹竹安清华大学化学工程系生物化工研究所北京100084

The effects of uniform and gradient fed nitrogen on glutamine synthetase(GS),glutamate dehydrogenase(GDH)and glutamate synthase(GOGAT)were investigated in glutamine production by fermentation of Corynebacterium glutamicum NS611 after 3h of in-situ nitrogen starvation. It was shown that the strain in the later growth phase entered naturally into in-situ nitrogen starvation by controlling the initial concentration of urea and the biomass was slightly decreased. The pH value reached 6.5 again in the culture system, which confirmed the beginning of nitrogen starvation in the culture system. After 3h nitrogen starvation the activity of GS was increased over two folds and the time of high activity of GS persisted three folds longer in the gradient fed nitrogen system than that in the normal fed batch. The higher activity of GDH was also maintained. The glutamine production increased by 72% than the original technology of nitrogen starvation and the time of fermentation was shortened by above 12h.

关键词：谷氨酸棒杆菌NS611 谷氨酰胺原位氮饥饿梯度补氮谷氨酰胺合成酶

谷氨酰胺合成酶在神经病理性疼痛大鼠脊髓背角的表达

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神经解剖学杂志 2020年第4期36卷 369-375页

作者：杨亮邓亚军张广智杨风光任恩惠李国强康学文兰州大学第二医院骨科兰州730030 兰州大学第二医院神经外科兰州730030

目的:检测谷氨酰胺合成酶(GS)在保留性坐骨神经分支选择性结扎模型(SNI)大鼠脊髓背角的表达与定位,并探讨其在神经病理性疼痛中的作用机制。方法:48只雄性SD大鼠随机分为假手术组(sham组)和SNI组。两组大鼠分别于术前1 d、术后1、3、7和... 详细信息

目的:检测谷氨酰胺合成酶(GS)在保留性坐骨神经分支选择性结扎模型(SNI)大鼠脊髓背角的表达与定位,并探讨其在神经病理性疼痛中的作用机制。方法:48只雄性SD大鼠随机分为假手术组(sham组)和SNI组。两组大鼠分别于术前1 d、术后1、3、7和14 d测量机械痛域(PWT),并于术后相应时间点处死,采用Western Blot检测L4-6节段脊髓组织中GS、p-p38、IL-10和TNF-α的表达情况;免疫荧光观察脊髓背角GS的表达与定位情况。结果:与sham组相比,SNI组大鼠PWT于术后1 d开始降低(P<0.05),术后3、7和14 d出现明显差异(P<0.05),模型制备成功。术后3 d和7 d,SNI组大鼠脊髓背角GS、TNF-α和p-p38表达量较sham组明显增高(P<0.05);IL-10表达逐渐下降,在术后7 d和14 d有统计学差异(P<0.05)。结论:GS高表达并主要定位于脊髓背角的星形胶质细胞,GS可能通过p38 MAPK通路参与神经病理性疼痛中的炎症因子的调控。

关键词：神经病理性疼痛谷氨酰胺合成酶保留性坐骨神经分支选择性结扎 p38 MAPK 大鼠

谷氨酰胺合成酶基因研究进展及其在植物氮代谢调控中的应用

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中国农学通报 2010年第23期26卷 53-57页

作者：黄冰艳高伟苗利娟严玫张新友董保红河南省农业科学院经济作物研究所河南省油料作物遗传改良重点实验室郑州450002

谷氨酰胺合成酶是植物体内氮素同化与循环的关键酶,深入研究该酶的控制基因及其表达特性,对了解植物氮代谢调控机理并应用于农业生产具有重要意义。概述了谷氨酰胺合成酶在植物中的细胞、组织、器官分布特点,并从基因家族数目、基因结... 详细信息

谷氨酰胺合成酶是植物体内氮素同化与循环的关键酶,深入研究该酶的控制基因及其表达特性,对了解植物氮代谢调控机理并应用于农业生产具有重要意义。概述了谷氨酰胺合成酶在植物中的细胞、组织、器官分布特点,并从基因家族数目、基因结构以及不同水平的器官特异和发育时期表达调控等方面介绍了谷氨酰胺合成酶的分子生物学研究进展,回顾了谷氨酰胺合成酶基因调控在提高植物生长量、耐逆性等方面的应用,展望了谷氨酰胺合成酶基因调控在植物氮高效利用、氮营养诊断方面的应用前景。

关键词：谷氨酰胺合成酶表达调控氮代谢氮利用效率氮营养诊断

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谷氨酰胺合成酶产酶菌株的筛选

谷氨酰胺合成酶产酶菌株的筛选

作者：刘川顺安徽农业大学

学位级别：硕士

谷氨酰胺合成酶（GS,glutamine synthetase;EC6.***.1.2）是生物体内广泛存在的酶,它参与许多生物体的氮和碳代谢。而氮代谢是生物体维持生命所必需的,因此,它是生物体内最为关键的酶类之一。谷氨酰胺合成酶在生物体内的分布及生理功能的... 详细信息

谷氨酰胺合成酶（GS,glutamine synthetase;EC6.***.1.2）是生物体内广泛存在的酶,它参与许多生物体的氮和碳代谢。而氮代谢是生物体维持生命所必需的,因此,它是生物体内最为关键的酶类之一。谷氨酰胺合成酶在生物体内的分布及生理功能的研究也很透彻。此外,它也是体外微生物酶促转化合成茶氨酸的重要酶类之一,更是谷氨酰胺工业化生产中极其重要的催化剂,是非常有价值的物质,故对其需求量也日益增多。利用微生物发酵生产谷氨酰胺合成酶是条经济而又高效的途径。目前谷氨酰胺合成酶的产酶菌株主要是节杆菌属的一些细菌。而利用霉菌发酵生产谷氨酰胺合成酶的研究却很少,米曲霉更是没被研究过。本实验首先从实验室保藏的菌株中筛选出具有较高产酶能力的米曲霉,并对其进行紫外诱变、优化发酵条件和酶学性质的研究。实验中首先从实验室保藏的菌株中筛选出具有较高产谷氨酰胺合成酶能力的米曲霉。进而对米曲霉进行紫外诱变,诱变条件为:紫外灯15W,照射距离20cm,照射时间120S。最后,经过、复筛和遗传稳定性实验,选育出的诱变菌株产谷氨酰胺合成酶的能力比出发菌株提高了15.6%。其次,对选育出的米曲霉进行发酵条件的优化,先进行单因子实验,筛选出米曲霉液态发酵产谷氨酰胺合成酶的最适碳源、氮源、起始pH、装液量、发酵温度、摇床转速和诱导因子。结果表明最适碳源为蔗糖,最适氮源为蛋白胨,最适起始pH为6,最适装液量为60ml,最适发酵培养温度为28℃,最适摇床转速为160r/min,最适诱导因子为谷氨酸钠。再通过正交实验确定四种显著影响因子的添加量,优化培养基的成分和液体发酵条件,使选育出的米曲霉产谷氨酰胺合成酶的能力进一步提高。再次,对超声波破碎器破碎米曲霉细胞壁的条件进行研究,分别设定不同的工作时间和间隔时间,再对总时间进行优化,结果表明在超声波破碎器功率为400W的条件下,工作1S,间隔3S,20min,是破碎米曲霉细胞壁的最适破碎条件。最后,对提取的谷氨酰胺合成酶的粗酶液进一步的纯化,通过实验对米曲霉谷氨酰胺合成酶的酶学性质进行初步的研究。结果表明最适酶促反应时间为:30min,最适pH为为6.5,最适温度为60℃,并且得出Mg2+、Mn2+对维持酶活至关重要。

关键词：谷氨酰胺合成酶米曲霉紫外诱变发酵条件酶学性质

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谷氨酰胺合成酶的研究进展

中国农学通报 2010年第22期26卷 45-49页

作者：陈胜勇李观康汪云何霭如陈傲余小丽广东省湛江市农业科学研究所广东湛江524094

作物对氮素的吸收利用能力是其生长发育及品质形成的重要限制因素之一。谷氨酰胺合成酶(GS)在高等植物氮代谢中起着重要的作用,是氮代谢的关键酶。笔者介绍了GS的结构和类型,并就作物中GS在分子生物学、生物信息学等方面的研究进行了综述。

关键词：作物谷氨酰胺合成酶氮代谢分子生物学生物信息学