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生物化学与生物物理进展 2024年第8期51卷 1848-1859页

作者：张帅刘森湖北工业大学生命科学与健康工程学院工业发酵省部共建协同创新中心武汉430068 湖北工业大学生命科学与健康工程学院发酵工程教育部重点实验室武汉430068 湖北微生元生物科技有限公司鄂州436006

线粒体是细胞内能量代谢的中心,对于维持细胞稳态而言,其形态和功能的调控至关重要。小分子泛素相关修饰物蛋白(small ubiquitin-related modifier protein,SUMO)修饰和发动蛋白相关蛋白1(dynamin-related protein 1,DRP1)在细胞调控中... 详细信息

线粒体是细胞内能量代谢的中心,对于维持细胞稳态而言,其形态和功能的调控至关重要。小分子泛素相关修饰物蛋白(small ubiquitin-related modifier protein,SUMO)修饰和发动蛋白相关蛋白1(dynamin-related protein 1,DRP1)在细胞调控中扮演着重要角色,尤其与线粒体动力学密切相关。SUMO修饰是一种重要的蛋白质修饰形式,通过将靶蛋白与SUMO相连来调节这些蛋白质的功能。而DRP1是线粒体分裂蛋白,负责调节线粒体的形态和功能。近年来研究发现,SUMO修饰与DRP1之间存在复杂的相互作用网络,对于线粒体的分裂、融合、自噬等起着重要作用。在DRP1的可变结构域中,有8个赖氨酸残基可以在线粒体锚定蛋白连接酶(mitochondrial-anchored protein ligase,MAPL)的作用下完成SUMO修饰。并且不同亚型的SUMO蛋白对于DRP1功能的调节也不同。SUMO1修饰会使DRP1向线粒体富集,促进线粒体的分裂;SUMO2/3修饰会使DRP1向细胞质转移,减少线粒体的分裂。在实际的细胞程序中,不同亚型SUMO的修饰水平往往是由SUMO特异性蛋白酶(SUMO-specific proteases,SENPs)的类型决定。线粒体作为细胞中重要的能量供应细胞器,其动力学的异常往往会导致诸多疾病的发生,例如:心肌缺血再灌注性损伤、阿尔茨海默病、脑血栓、视网膜病变等。本文综述了SUMO修饰与DRP1之间相互作用对于线粒体动力学调控的研究进展,为进一步揭示细胞调控机制和发展相关疾病的治疗策略提供一定的参考。

关键词：线粒体动力学蛋白质翻译后修饰小分子泛素相关修饰物蛋白修饰发动蛋白相关蛋白1 线粒体分裂

构建大肠杆菌合成生物群落利用混合糖同步发酵生产L-乳酸

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中国食品学报 2024年第7期24卷 208-218页

作者：邱炜玥李敏陈思宇赵锦芳王金华赵筱湖北工业大学生命科学与健康工程学院发酵工程教育部重点实验室、工业发酵省部共建协同创新中心武汉430068

目的:实现大肠杆菌混合糖发酵产L-乳酸过程中对葡萄糖-木糖的同步利用。方法:以L-乳酸工程菌大肠杆菌JH16(*** B,△frdBC△pflB△ackA△adhE,ldhA::ldhL)为出发菌株,通过RED同源重组技术敲除木糖转运及代谢基因xylFGH、xylE和xylA,获得... 详细信息

目的:实现大肠杆菌混合糖发酵产L-乳酸过程中对葡萄糖-木糖的同步利用。方法:以L-乳酸工程菌大肠杆菌JH16(*** B,△frdBC△pflB△ackA△adhE,ldhA::ldhL)为出发菌株,通过RED同源重组技术敲除木糖转运及代谢基因xylFGH、xylE和xylA,获得不能利用木糖的菌株大肠杆菌JH16031。以大肠杆菌JH2705(*** JH16,△ptsG△mglB)为出发菌株,敲除葡萄糖转运及代谢基因crr、malX和galP,获得不能利用葡萄糖的菌株大肠杆菌JH27071,以构建大肠杆菌合成生物群落。通过摇瓶和5 L发酵罐试验确定该合成生物群落在混合糖发酵时较优的混合接种比例。结果:以60 g/L葡萄糖和40 g/L木糖为碳源进行发酵,当JH16031与JH27071初始接种比为1∶50,初始OD_(600nm)=0.5,混合糖的利用率最高,在84 h内消耗97%的糖,并在96 h内结束发酵。葡萄糖消耗速率为705 mg/(L·h),木糖消耗速率为435 mg/(L·h),L-乳酸产率为951 mg/(L·h),L-乳酸产量达到92 g/L,糖酸转化率为91%。结论:构建大肠杆菌合成生物群落可实现利用混合糖发酵产L-乳酸过程中葡萄糖和木糖的同步利用。研究结果为工业发酵生产中,使用低成本的木质纤维素为原料,降低发酵成本,提高混合糖利用率提供技术支持。

关键词：大肠杆菌合成生物群落混合糖 L-乳酸

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乳酸菌消除不同特点酵母抽提物中酵母味分析

食品科学 2024年第2期45卷 64-71页

作者：仇帅利佳炜马春蕾李沛陈雄李欣湖北工业大学生物工程与食品学院工业发酵省部共建协同创新中心发酵工程教育部重点实验室湖北省工业微生物重点实验室湖北武汉430068 安琪酵母股份有限公司酵母功能湖北省重点实验室湖北宜昌443000

以风味物质和氨基酸为重点,对8种不同特征的酵母提取物(FG10、FM88、FM31、KU012、FIG12LS、F58、FIG03、KA02)进行基于乳酸乳球菌和乳酸链球菌混合生物转化体系(Lactococcus lactis and Streptococcus lactis biotransformation system,LSBT)去除酵母风味的研究,并对该微生物转化体系的适应性和广泛性进行评价。5种酵母抽提物经转化后不再具有酵母味,而且FG10和FM88还具有发酵酱风味。没有吲哚的产生是LSBT成功的关键之一。同时,转化后的酵母抽提物中乳酸质量浓度不应低于10.00 g/L。原材料的差异在LSBT中起着重要作用,特别是原料中天冬氨酸的缺乏和苏氨酸的过量很可能是LSBT转化不成功的原因。总体而言,LSBT适用于大多数型号酵母提取物,但对于某些特定型号的酵母提取物(如F58、FIG03和KA02),还需要探索其他微生物组合技术或发酵条件。

关键词：乳酸菌酵母抽提物适应性生物转化酵母味

响应面法优化褐藻胶降解菌Cobetia sp.20发酵培养基

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微生物学杂志 2024年第2期44卷 79-86页

作者：唐文竹何玉宁张璐李宪臻大连工业大学生物工程学院辽宁大连116034

为了提高褐藻胶降解菌株Cobetia sp.20产褐藻胶裂解酶的能力,利用响应面法优化其发酵产褐藻胶裂解酶的培养基。首先利用单因素法分别对发酵培养基中的不同碳源、碳源添加量、不同氮源、氮源添加量以及氯化钠添加量、磷酸二氢钾添加量、... 详细信息

为了提高褐藻胶降解菌株Cobetia sp.20产褐藻胶裂解酶的能力,利用响应面法优化其发酵产褐藻胶裂解酶的培养基。首先利用单因素法分别对发酵培养基中的不同碳源、碳源添加量、不同氮源、氮源添加量以及氯化钠添加量、磷酸二氢钾添加量、硫酸镁添加量和pH进行探究,研究各因素对产酶的影响。在单因素实验的基础上,通过Plackett-Burman试验确定Cobetia sp.20发酵培养基中影响产酶的主要因素。通过响应面试验建立回归方程。研究结果表明,Cobetia sp.20最优发酵培养基配方为褐藻胶15.00 g/L、硫酸铵7.50 g/L、氯化钠15.00 g/L、硫酸镁0.50 g/L、磷酸二氢钾5.30 g/L、硫酸亚铁0.01 g/L、pH值7.58。优化后酶活为142.79 U/mL,比优化前提高了26.36%。褐藻胶裂解酶活的提高,为褐藻胶裂解酶的工业化生产提供了参考。

关键词：褐藻胶裂解酶发酵培养基单因素优化 Plackett-Burman设计响应面优化

明胶/壳聚糖/羟丙基甲基纤维素生物降解地膜的制备及性能研究

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塑料科技 2024年第4期52卷 89-94页

作者：刘思聪陈志超于放俞志敏大连工业大学生物工程学院辽宁大连116034

为有效解决石化基地膜不可降解造成的土壤污染问题,推动农业产业的可持续发展,在单因素实验基础上,以明胶/壳聚糖为基底,羟丙基甲基纤维素(HPMC)为增强相,甘油为增塑剂,利用Design Expert软件设计了以明胶/壳聚糖质量分数、明胶/壳聚糖... 详细信息

为有效解决石化基地膜不可降解造成的土壤污染问题,推动农业产业的可持续发展,在单因素实验基础上,以明胶/壳聚糖为基底,羟丙基甲基纤维素(HPMC)为增强相,甘油为增塑剂,利用Design Expert软件设计了以明胶/壳聚糖质量分数、明胶/壳聚糖比例、HPMC质量分数为自变量,以地膜的土壤失水量为响应值的三因素三水平试验。结果表明:当明胶/壳聚糖比例为6∶1、明胶/壳聚糖质量分数为7.3%、HPMC质量分数为2.1%时,生物降解地膜保水性能最优。此配方下生物降解地膜抗拉强度为34.3 MPa,透光率为35.8%,35 d降解率为92.7%。制备的新型生物降解地膜为土壤污染防治等方面的应用提供依据。

关键词：明胶壳聚糖活性膜土壤失水量

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酵母2-苯乙醇耐受性的研究进展

微生物学报 2024年第4期64卷 981-998页

作者：刘子雄王文欣上官玲玲陈雄代俊湖北工业大学生物工程与食品学院、工业发酵省部共建协同创新中心、发酵工程教育部重点实验室湖北武汉430068

2-苯乙醇(2-phenylethanol,2-PE)是一种可食用且有玫瑰香味的高级芳香醇,常用于食品、化妆品和药品行业。由于物理和化学法制备2-PE得率低,不适用于工业生产。而作为单细胞真核微生物的酵母具有高效合成“天然”2-PE的潜力,因此酵母作... 详细信息

2-苯乙醇(2-phenylethanol,2-PE)是一种可食用且有玫瑰香味的高级芳香醇,常用于食品、化妆品和药品行业。由于物理和化学法制备2-PE得率低,不适用于工业生产。而作为单细胞真核微生物的酵母具有高效合成“天然”2-PE的潜力,因此酵母作为底盘微生物合成2-PE的策略深受研究者青睐。然而,在酵母进行2-PE发酵过程中不免会受到2-PE毒害作用影响。因此,亟须研究酵母耐受2-PE的机制为生产实际提供理论基础,这也有助于选育具有较高2-PE耐受性的酵母菌株。本文综述了酵母2-PE耐受性的研究进展,从酵母2-PE合成途径、2-PE耐受性机理等方面进行阐述,主要说明提升酵母2-PE耐受性的方法。掌握酵母2-PE耐受机制,最终提升酵母2-PE产量及转化效率是今后研究的重中之重。

关键词： 2-苯乙醇耐受性酵母发酵

可注射荧光硫化铋/金纳米簇水凝胶用于肿瘤术后光热治疗和促进伤口愈合性能分析

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分析化学 2024年第7期52卷 955-963页

作者：李卓杨绍贤刘蕊杨正林曹玉玉孙红梅湖北工业大学生命科学与健康工程学院发酵工程教育部重点实验室国家细胞调控与分子药物“111”引智基地工业微生物湖北省重点实验室湖北省工业发酵协同创新中心

以生物相容性良好的壳聚糖（CS）和硫化铋-金纳米簇纳米颗粒（Bi2S3-Au NCs NPs）为原料，制备了具有肿瘤术后残余组织光热治疗和促进术后伤口愈合功能的新型水凝胶敷料。通过在CS上接枝具有贻贝类活性的邻苯二酚基团，提高了水凝胶与... 详细信息

以生物相容性良好的壳聚糖（CS）和硫化铋-金纳米簇纳米颗粒（Bi2S3-Au NCs NPs）为原料，制备了具有肿瘤术后残余组织光热治疗和促进术后伤口愈合功能的新型水凝胶敷料。通过在CS上接枝具有贻贝类活性的邻苯二酚基团，提高了水凝胶与组织的黏附性。在室温（25℃）下，邻苯二酚改性壳聚糖（CHI-C）和Bi2S3-Au NCs NPs经过简单搅拌混匀后，即可形成交联网络。本研究制备的Bi2S3-Au NCs-CHI-C水凝胶可在1 min内在小鼠黑色素瘤术后伤口原位形成交联网络，并且在808 nm近红外光照射下，其温度可升至49.2℃，从而可有效杀死残余肿瘤细胞，防止术后伤口细菌感染。在365 nm紫外光照射下，此水凝胶发射强烈的红色荧光，可用于实时精准监测其伤口填充情况，有利于伤口特别是不规则伤口的愈合。本研究制备的智能水凝胶为防止和降低肿瘤术后复发和伤口感染提供了新思路。

关键词：多功能水凝胶硫化铋-金纳米簇光热治疗荧光术后伤口

来源：博看期刊

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多糖基温敏可注射型水凝胶的研究与应用进展

精细化工 2024年第8期41卷 1679-1692页

作者：孙萌孙惠姜硕田野刘鹰李苗大连海洋大学海洋科技与环境学院辽宁大连116023 浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310058 大连海洋大学设施渔业教育部重点实验室辽宁大连116023 大连工业大学生物工程学院辽宁大连116034

多糖基温敏可注射型水凝胶作为一类智能软物质材料,在不同温度的刺激下能够实现液态溶胶-固态凝胶的可逆转变,具有生物相容性高、生物降解性强及物理和化学特性可调控等优势,在生物医学领域受到了广泛关注。该文概括了温敏可注射型水凝... 详细信息

多糖基温敏可注射型水凝胶作为一类智能软物质材料,在不同温度的刺激下能够实现液态溶胶-固态凝胶的可逆转变,具有生物相容性高、生物降解性强及物理和化学特性可调控等优势,在生物医学领域受到了广泛关注。该文概括了温敏可注射型水凝胶的溶胶-凝胶相转变机理;阐述了设计与合成多糖基温敏可注射型水凝胶的策略,包括小分子基团修饰多糖、合成型温敏聚合物接枝多糖、添加剂改性多糖;综述了多糖基温敏可注射型水凝胶在伤口愈合、药物递送和软骨修复生物医学领域中的应用,并对该领域存在的优化原料组成及设计策略、开发多样化环境刺激响应、增强机械强度和稳定性三方面的挑战提出建议;最后,对拓展多糖基水凝胶产品应用范围、加速推进其大范围临床应用进行了展望。

关键词：可注射型水凝胶多糖温度敏感性伤口愈合药物递送软骨修复

代谢工程改造大肠杆菌底物利用途径促进L-赖氨酸生产

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生物工程学报 2024年第8期40卷 2513-2527页

作者：许雪晨王浩淼陈修来吴静高聪宋伟魏婉清刘佳柳亚迪刘立明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南大学生命科学与健康工程学院

L-赖氨酸作为一种必需氨基酸，广泛应用于饲料、食品、医药等领域。针对大肠杆菌(Escherichia coli)发酵生产L-赖氨酸存在底物利用效率差、糖酸转化率低等问题，本研究通过敲除全局调控因子基因mlc，异源表达来源于麦芽糖磷酸转移酶基因... 详细信息

L-赖氨酸作为一种必需氨基酸，广泛应用于饲料、食品、医药等领域。针对大肠杆菌(Escherichia coli)发酵生产L-赖氨酸存在底物利用效率差、糖酸转化率低等问题，本研究通过敲除全局调控因子基因mlc，异源表达来源于麦芽糖磷酸转移酶基因malAP，提高菌株对二糖、三糖的利用效率，得到菌株E. coli XC3，其L-赖氨酸产量、产率和生产强度分别提高到160.00 g/L、63.78%和4.44 g/(L·h)；在此基础上，在菌株E. coli XC3中过表达谷氨酸脱氢酶基因gdhA、来源于枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)硝酸盐还原酶基因BsnasBC和来源于***的亚硝酸盐还原酶基因EcnirBD，构建硝酸盐同化路径，获得工程菌***4，其L-赖氨酸产量、产率和生产强度分别提高到188.00g/L、69.44%和5.22g/(L·h)，进一步通过优化残糖浓度和碳氮比，在5L发酵罐中将L-赖氨酸产量、产率和生产强度分别提高到204.00 g/L、72.32%、5.67 g/(L·h)，比出发菌株XC1分别提高了40.69%、20.03%、40.69%。本研究通过强化菌株的底物利用途径，构建了L-赖氨酸高产菌株，为L-赖氨酸的工业化生产奠定了坚实基础。

关键词：大肠杆菌 L-赖氨酸代谢工程底物利用