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酵母合成2′-岩藻糖基乳糖的研究进展

中国生物工程杂志 2023年第1期43卷 127-138页

作者：杨洋姚明东王颖肖文海天津大学化工学院系统生物工程教育部重点实验室天津300072

2′-岩藻糖基乳糖(2′-fucosyllactose,2′-FL)是人乳寡糖中含量最高的岩藻糖基化寡糖,具有促进双歧杆菌增殖和调节肠道菌群等作用,已被广泛用于婴幼儿食品行业。目前,2′-FL已经成功在大肠杆菌、酿酒酵母、解脂耶氏酵母、枯草芽孢杆菌... 详细信息

2′-岩藻糖基乳糖(2′-fucosyllactose,2′-FL)是人乳寡糖中含量最高的岩藻糖基化寡糖,具有促进双歧杆菌增殖和调节肠道菌群等作用,已被广泛用于婴幼儿食品行业。目前,2′-FL已经成功在大肠杆菌、酿酒酵母、解脂耶氏酵母、枯草芽孢杆菌和谷氨酸棒杆菌中实现从头合成。考虑到食品安全、消费者认知和接受程度,酵母作为GRAS(generally recognized as safe)菌株,在2′-FL的生物合成中更具工业应用前景和商业价值。概述2′-FL的生物合成路径和现状,对2′-FL生物合成常用的底盘细胞进行比较,从底物转运、前体GDP-L-岩藻糖供应、α-1,2-岩藻糖基转移酶、产物外排和拓宽底物谱等方面综述酵母合成2′-FL的工程化策略,提出酵母合成2′-FL的限制性因素,并对未来研究进行展望。

关键词： 2′-岩藻糖基乳糖酵母 α-1 2-岩藻糖基转移酶合成生物学

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酵母甾醇转运蛋白研究进展

生物工程学报 2023年第8期39卷 3204-3218页

作者：王钰武陶樊旭倩阮海华樊飞宇张学礼天津商业大学生物技术与食品科学学院天津300134 中国科学院大学生命科学学院北京100049 中国科学院天津工业生物技术研究所天津300308 中国科学院系统微生物工程重点实验室天津300308

甾醇是一类广泛存在于生物体内的环戊烷骈多氢菲衍生物,其不仅是细胞膜的重要组成成分,还具有重要的生理和药理活性。随着合成生物学和代谢工程技术的发展,近些年来应用酵母细胞异源合成甾醇的研究不断深入。但由于甾醇是疏水性大分子,... 详细信息

甾醇是一类广泛存在于生物体内的环戊烷骈多氢菲衍生物,其不仅是细胞膜的重要组成成分,还具有重要的生理和药理活性。随着合成生物学和代谢工程技术的发展,近些年来应用酵母细胞异源合成甾醇的研究不断深入。但由于甾醇是疏水性大分子,倾向于积累在酵母的膜结构中而引发细胞毒性,一定程度上限制了甾醇产量的进一步提升。因此,揭示酵母中甾醇转运机制,特别是与甾醇转运相关的转运蛋白的工作原理,有助于设计新的策略,解除酵母细胞工厂中的甾醇积累毒性、实现甾醇增产。酵母中甾醇转运主要通过蛋白质介导的非囊泡运输机制来完成,本文归纳了酵母中已报道的5类甾醇转运相关蛋白,即OSBP/ORPs家族蛋白、LAM家族蛋白、NPC样甾醇转运蛋白、ABC转运家族蛋白和CAP超家族蛋白,汇总了这些蛋白对细胞内甾醇梯度分布和稳态维持所起的重要作用。此外,本文还综述了甾醇转运蛋白在酵母细胞工厂中的应用现状。

关键词：甾醇甾醇转运转运蛋白酵母合成生物学

黏玉米谷氨酰胺酶的酵母表达及其对乳蛋白的作用

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中国食品学报 2023年第1期23卷 110-115页

作者：韩秀娥秦兰霞任浩威东北农业大学食品学院哈尔滨150030

为得到大量的具有生物学功能特性的黏玉米谷氨酰胺酶,首先通过分子生物学技术将前期构建的重组质粒pPIC9K-TGase经双酶切及PCR鉴定正确后,Sac I线性化处理,电转入巴斯德毕赤酵母GS115,用体积分数为1%的甲醇诱导其分泌表达。结果:通过SDS... 详细信息

为得到大量的具有生物学功能特性的黏玉米谷氨酰胺酶,首先通过分子生物学技术将前期构建的重组质粒pPIC9K-TGase经双酶切及PCR鉴定正确后,Sac I线性化处理,电转入巴斯德毕赤酵母GS115,用体积分数为1%的甲醇诱导其分泌表达。结果:通过SDS-PAGE电泳分析,与对照组相比,在分子质量约为60 ku处,出现1条特异的蛋白带,即目的蛋白。将酵母表达TGase与0.2%酪蛋白溶液反应2 h,SDS-PAGE电泳显示,酪蛋白被聚合生成不同分子质量的聚合物,表明黏玉米TGase对酪蛋白具有很好的交联作用。将酵母表达的TGase添加到酸奶中,通过扫描电镜观察发现,添加酵母表达的TGase酸奶网络结构变得比较致密。结论:本研究获得的酵母表达的黏玉米谷氨酰胺酶具有交联乳蛋白的生物学活性。

关键词：粘玉米谷氨酰胺转氨酶酵母乳蛋白

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利用酵母菌生产有机酸的研究进展

生物工程学报 2023年第6期39卷 2231-2247页

作者：张瑞元朱翊凡曾杜文魏士昊樊亚超廖莎赵心清张风丽张霖上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240 中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁大连116045

有机酸是含有一种或多种低分子量酸性基团(如羧基、磺酸基)的可生物合成的有机化合物,广泛应用于食品、农业、医药、生物基材料工业等领域。酵母菌具有生物安全、抗逆性强、底物谱广泛、方便遗传改造,以及大规模培养技术成熟等独特优点... 详细信息

有机酸是含有一种或多种低分子量酸性基团(如羧基、磺酸基)的可生物合成的有机化合物,广泛应用于食品、农业、医药、生物基材料工业等领域。酵母菌具有生物安全、抗逆性强、底物谱广泛、方便遗传改造,以及大规模培养技术成熟等独特优点,因此利用酵母菌生产有机酸的研究日益受到国内外学者的关注。目前利用酵母生产有机酸还存在浓度低、副产物多,以及发酵效率低等缺陷。随着酵母菌代谢工程和合成生物学技术的发展,利用酵母菌生产有机酸取得了快速进展。本文总结了利用酵母合成11种有机酸的研究,包括内源和异源合成的大宗羧酸和高价值有机酸,并对该领域的未来研究方向进行了展望。

关键词：酵母有机酸生物合成生物基材料代谢调控

酵母对锈赤扁谷盗羽化、发育历期、成虫体重、雌雄比及引诱行为的影响

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中国粮油学报 2024年第4期39卷 34-40页

作者：虞燕超金永伟肖玉捷张涛金建德曹阳刘兴泉周国鑫浙江农林大学现代农学院杭州 311300 国家粮食和物资储备局科学研究院北京 100037 浙江省储备粮管理有限公司杭州 310006

锈赤扁谷盗喜食含酵母的食物,且添加酵母可增加锈赤扁谷盗种群数量.为明确酵母对锈赤扁谷盗生长繁殖和行为调控的影响,研究测定了取食含不同浓度活性酵母和灭活酵母食物的锈赤扁谷盗发育历期、羽化成虫数量、初羽化体重、雌雄比以及成... 详细信息

锈赤扁谷盗喜食含酵母的食物,且添加酵母可增加锈赤扁谷盗种群数量.为明确酵母对锈赤扁谷盗生长繁殖和行为调控的影响,研究测定了取食含不同浓度活性酵母和灭活酵母食物的锈赤扁谷盗发育历期、羽化成虫数量、初羽化体重、雌雄比以及成虫体重增长率等生物学参数;利用四臂嗅觉仪比较了活性、灭活酵母和酵母提取物及其挥发物对锈赤扁谷盗的引诱力,及利用GC-MS分析3种酵母挥发物组分.结果表明,活性酵母和灭活酵母处理锈赤扁谷盗羽化成虫数量显著高于对照;添加活性酵母、灭活酵母均可缩短锈赤扁谷盗的发育历期;添加灭活酵母可显著提高羽化雌成虫比例和初羽化雌成虫的体重增长率.锈赤扁谷盗对灭活酵母具有较强的偏好性,这可能与灭活酵母挥发物中特有的二丁基化羟基甲苯等11种化合物有关.因此,摄取的酵母可能主要为锈赤扁谷盗提供营养物质,灭活酵母更适合作为锈赤扁谷盗生长发育的营养源;灭活酵母及其挥发物对锈赤扁谷盗具有较高的引诱作用.

关键词：酵母锈赤扁谷盗生物学参数引诱力挥发物

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酵母生物多样性开发及工业应用

生物工程学报 2021年第3期37卷 806-815页

作者：范婷婷王慕瑶李俊王风楼章漳赵心清微生物代谢国家重点实验室上海交通大学生命科学技术学院教育部代谢与发育国际科学国际合作联合实验室伽蓝(集团)股份有限公司

酵母是一类包括酿酒酵母和非常规酵母在内的多种单细胞真菌的总称,其中酿酒酵母是应用较多的重要工业微生物,广泛应用于生物医药、食品、轻工和生物燃料生产等不同生物制造领域。近年来,研究者从不同生态环境中分离了大量的酵母菌株,鉴... 详细信息

酵母是一类包括酿酒酵母和非常规酵母在内的多种单细胞真菌的总称,其中酿酒酵母是应用较多的重要工业微生物,广泛应用于生物医药、食品、轻工和生物燃料生产等不同生物制造领域。近年来,研究者从不同生态环境中分离了大量的酵母菌株,鉴定了多个新种,也发现了抗逆性不同以及具有多种活性产物合成能力的菌株,证明天然酵母资源具有丰富的生物多样性和功能多样性。利用基因组挖掘以及转录组、蛋白组等多组学分析研究,可进一步开发利用酵母遗传多样性,获得酶和调节蛋白的基因以及启动子等遗传元件改造酵母菌株。除了利用酵母的天然遗传多样性,还可通过诱变、驯化、代谢工程改造及合成生物学等技术产生具有多种非天然多样性的菌株。此外,对天然遗传元件也可以进行突变和定向进化,所产生的新遗传元件可用于有效提升菌株的性能。开发利用酵母的生物多样性,对构建高效酵母细胞工厂,生产生物酶、疫苗以及多种活性天然产物等产品具有重要意义。文中对酵母生物多样性的研究现状进行综述,并对未来高效开发利用酵母菌株资源和遗传资源的研究进行了展望。文中所总结的研究方法和思路也可为研究其他工业微生物的多样性及进行高效菌株的选育提供参考。

关键词：酵母新种鉴定生物多样性合成生物学生物制造细胞工厂

酵母对亚急性瘤胃酸中毒绵羊缓解效果及作用机制研究

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畜牧兽医学报 2022年第5期53卷 1475-1485页

作者：韩郭皓高晓莎段晋伟张慧琴郑岩何金鑫丁建安霍乃蕊裴彩霞李红丽古少鹏山西农业大学动物医学学院太谷030801 朔州职业技术学院生物工程系朔州036002 山西农业大学动物科学学院太谷030801

旨在探究一株酿酒酵母和两株瘤胃源褶皱假丝酵母对亚急性瘤胃酸中毒(subacute ruminal acidosis,SARA)绵羊的缓解作用及其机制,为研制防治SARA微生态制剂提供优良菌株和理论依据。选取60只2月龄同期断奶的杜泊羊(♂)×湖羊(♀)F_(1)代... 详细信息

旨在探究一株酿酒酵母和两株瘤胃源褶皱假丝酵母对亚急性瘤胃酸中毒(subacute ruminal acidosis,SARA)绵羊的缓解作用及其机制,为研制防治SARA微生态制剂提供优良菌株和理论依据。选取60只2月龄同期断奶的杜泊羊(♂)×湖羊(♀)F_(1)代作为试验动物。通过逐步递增饲粮精粗比成功诱导40只绵羊发生SARA,将SARA绵羊随机分为4组,每组10只,分别为:SARA组、酿酒酵母组(Saccharomyces cerevisiae,SC)、褶皱假丝酵母一组(Diutina rugosa 1,DR1)、褶皱假丝酵母二组(Diutina rugosa 2,DR2),各组均饲喂精粗比为90∶10的日粮,酵母组于每天晨饲后分别灌服100 mL酿酒酵母ACCC 21162、褶皱假丝酵母N09、褶皱假丝酵母N07。对照组(Control,CON)饲喂50∶50饲粮。分别于第1、3、7、10天测定各组瘤胃液pH,第10天测定瘤胃与血液异常代谢产物、血气指标、瘤胃菌群。结果显示:1)灌服酵母组第3天后瘤胃液pH显著高于SARA组(P酵母可使SARA得有效缓解。2)瘤胃菌群相对丰度发生变化,SC组最优菌属为乳杆菌属,CON组最优菌属为普雷沃氏菌科未确定菌属,SARA、DR1、DR2组最优菌属为瘤胃菌科未确定属;灌服酵母组中,SC组丰富度指数最高,DR2组多样性指数最高。3)灌服酵母组瘤胃液和血液乳酸、瘤胃液组胺显著低于SARA组(P酵母组血液二氧化碳分压、二氧化碳总量、实际碳酸氢盐显著高于SARA组(P酵母均可提升瘤胃菌群丰富度、降低瘤胃液和血液乳酸、减轻瘤胃炎症、缓解机体酸中毒。

关键词：亚急性瘤胃酸中毒酵母瘤胃菌群炎症

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酵母细胞壁多糖的结构及生物功能

黑龙江畜牧兽医 2023年第4期 25-29,127页

作者：赵梓含张爱忠徐凡婷刘道春姜宁黑龙江八一农垦大学动物科技学院/黑龙江省寒区饲料资源高效利用与营养调控重点实验室/农业农村部东北平原农业绿色低碳重点实验室黑龙江大庆163319 山东省农业广播电视学校济南250000

在全球畜牧业禁止使用抗生素的大背景下,新型抗生素替代品的研究受到了广泛关注。酵母细胞壁的主要活性成分是β-葡聚糖和甘露聚糖,酵母细胞壁多糖可替代抗生素用于改善动物肠道环境、刺激先天性和获得性免疫应答反应、增强机体抗氧化... 详细信息

在全球畜牧业禁止使用抗生素的大背景下,新型抗生素替代品的研究受到了广泛关注。酵母细胞壁的主要活性成分是β-葡聚糖和甘露聚糖,酵母细胞壁多糖可替代抗生素用于改善动物肠道环境、刺激先天性和获得性免疫应答反应、增强机体抗氧化活性、降低霉菌毒素毒性和血糖、血脂等。笔者就酵母细胞壁多糖结构及生物功能进行综述,以期为酵母细胞壁多糖的广泛应用提供理论参考。

关键词：酵母细胞壁多糖结构生物功能 β-葡聚糖甘露聚糖

GC-IMS结合多元统计分析不同酵母与营养剂对猕猴桃白酒特征香气的影响

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食品与发酵工业 2023年第15期49卷 262-270页

作者：饶文俊李信欧阳玲花祝水兰周巾英江西省农业科学院农产品加工研究所江西南昌330200

为了探究酵母以及营养剂对猕猴桃白酒香气的影响,该实验采用顶空气相色谱-离子迁移谱(headspace gas chromatography-mass spectrometry,HS-GC-IMS)对7组猕猴桃白酒香气进行研究。结果表明,不同发酵条件下猕猴桃白酒的香气成分组成相似... 详细信息

为了探究酵母以及营养剂对猕猴桃白酒香气的影响,该实验采用顶空气相色谱-离子迁移谱(headspace gas chromatography-mass spectrometry,HS-GC-IMS)对7组猕猴桃白酒香气进行研究。结果表明,不同发酵条件下猕猴桃白酒的香气成分组成相似,含量上存在差异。GC-IMS共定性出33种挥发性物质,其中包含酯类12种、醇类5种、酮类6种、醛类5种、呋喃类3种、其他类2种。主成分分析(principal component analysis,PCA)和正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)能够有效地区分不同发酵条件下的猕猴桃白酒,并根据变量重要性投影>1筛选出了7种特征香气物质:乙酸异戊酯、乙酸乙酯、异丁醇、2-丁醇、乙酸异丁酯、二乙基酮、丁酸乙酯。基于这7种特征香气物质,对猕猴桃白酒进行聚类分析,结果与PCA、OPLS-DA分类基本一致,该研究可为提升猕猴桃白酒品质提供客观理论依据。

关键词：猕猴桃白酒酵母 HS-GC-IMS 香气物质多元统计分析