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β-乳球蛋白与红曲色素非共价相互作用及其对色素稳定性的影响

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食品科学技术学报 2024年第1期42卷 32-44页

作者：赵楠李秉桓宋宇宁韩钊武淑芬天津科技大学食品科学与工程学院天津300457 天津兰瑞生物科技有限公司天津300384

为探究在不同pH值(2.6、6.2、7.1、8.2)条件下,β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-LG)与红曲色素(monascus pigments,Mps)提取物之间的结合特性,构建了4种复合体系,并利用荧光光谱、圆二色谱以及分子对接方法对β-LG与Mps之间的互作行为... 详细信息

为探究在不同pH值(2.6、6.2、7.1、8.2)条件下,β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-LG)与红曲色素(monascus pigments,Mps)提取物之间的结合特性,构建了4种复合体系,并利用荧光光谱、圆二色谱以及分子对接方法对β-LG与Mps之间的互作行为进行研究,同时评价了复合物(β-LG&Mps)的抗氧化活性、热稳定性以及光稳定性。结果表明,在实验pH值范围内,Mps与β-LG的结合导致β-LG内源荧光发生猝灭,二者主要借助范德华力、疏水相互作用以及氢键等非共价作用力结合,但β-LG的二级结构变化不显著;β-LG&Mps的DPPH自由基清除能力高于单独任一组分,但低于两组分之和,即β-LG与Mps在DPPH自由基清除方面表现出拮抗作用。与β-LG形成复合物后,在pH值为6.2、7.1、8.2,温度为50℃时,与未复合的Mps相比,Mps的保留率分别提高了58%、30%和24%;在pH值为6.2、7.1、8.2,温度为25℃,光照强度为600 Lux,光照时间为36 h时,与未复合的Mps相比,Mps的保留率分别提高了65%、43%和43%。在pH值为2.6时Mps热稳定性和光稳定性仍然较差,即β-LG提高了Mps在pH值为6.2、7.1、8.2时的热稳定性与光稳定性。通过食品组分相互作用对改善Mps稳定性的探讨,旨在为Mps相关产品的开发提供有益参考。

关键词： β-乳球蛋白红曲色素相互作用 pH值稳定性

系统代谢工程改造谷氨酸棒状杆菌CP提高L-亮氨酸生产

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食品与发酵工业 2024年

作者：吴开水刘韪玮马零徐庆阳江苏元易邦生物科技有限公司天津科技大学生物工程学院

L-亮氨酸是一种重要的支链氨基酸，在医药、食品、饲料、化妆品等多领域中具有重要价值。目前，工业上用于生产L-亮氨酸的菌株存在转化率低、副产物多、结晶后产率大幅下降等问题。为获得一株性能优越的L-亮氨酸生产菌株，该研究对L-亮... 详细信息

L-亮氨酸是一种重要的支链氨基酸，在医药、食品、饲料、化妆品等多领域中具有重要价值。目前，工业上用于生产L-亮氨酸的菌株存在转化率低、副产物多、结晶后产率大幅下降等问题。为获得一株性能优越的L-亮氨酸生产菌株，该研究对L-亮氨酸生产菌株谷氨酸棒状杆菌CP进行系统代谢工程改造，首先，敲除竞争途径并引入外源磷酸酮醇酶（由fxpk编码）加强前体物（丙酮酸和乙酰CoA）供应；其次，加强主代谢流（亮氨酸途径和支链氨基酸共同途径）提高L-亮氨酸产量；随后，加强胞内NADPH的供应；最后，敲除L-亮氨酸内转运蛋白BrnQ，最终获得的可高效生产L-亮氨酸的工程菌株CP06-1在5 L生物反应器中经50 h发酵后L-亮氨酸产量达65.3 g/L，糖酸转化率25.1%。此外，为解决L-亮氨酸结晶后产生的泡沫影响菌体吸收营养和溶氧的问题，该研究采取了半连续发酵的方式在L-亮氨酸结晶前通过放液-补液来延长菌株产酸高峰期，最终5 L生物反应器发酵50 h总生产L-亮氨酸228.8 g，糖酸转化率达27.9%，较分批补料提高了11.2%。该研究为L-亮氨酸生产菌株的改造和应用提供了一定的指导价值。

关键词： L-亮氨酸系统代谢工程谷氨酸棒状杆菌乙酰CoA NADPH 半连续发酵

一株产L-苹果酸黑曲霉菌株的诱变筛选及发酵培养基优化

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食品工业科技 2024年第8期45卷 165-173页

作者：刘书彤石冰冰谭奕阳厉成伟魏彩霞王德培薛鲜丽天津科技大学生物工程学院天津300457 山东日照金禾博源生化有限公司山东日照276800 工业发酵微生物教育部重点实验室天津300457

为筛选一株产L-苹果酸能力强的黑曲霉菌株,通过紫外诱变与高浓度放线菌酮迭代诱变的方法,将野生型菌株诱变为一株产L-苹果酸能力强的黑曲霉菌株,并对其种子或发酵培养基成分进行优化。结果表明,诱变所得一株产L-苹果酸能力强的黑曲霉CGM... 详细信息

为筛选一株产L-苹果酸能力强的黑曲霉菌株,通过紫外诱变与高浓度放线菌酮迭代诱变的方法,将野生型菌株诱变为一株产L-苹果酸能力强的黑曲霉菌株,并对其种子或发酵培养基成分进行优化。结果表明,诱变所得一株产L-苹果酸能力强的黑曲霉CGMCC NO.40550菌株,其摇瓶发酵时种子培养基最适葡萄糖浓度为60 g/L、最适氮源为(NH_4)_2SO_4 4.95 g/L,黑曲霉菌球形成最优转速220 r/min;发酵培养基最适葡萄糖和最适(NH_4)_2SO_4浓度分别为180 g/L和4.95 g/L,Cu SO_4·5H_2O为其生产苹果酸最佳微量元素,最适添加量为0.065 g/L。通过单因素实验的优化,优化后的培养基更有利于L-苹果酸的合成,发酵96 h时L-苹果酸产酸量达到18.15 g/L,显著提高了245%,L-苹果酸占总酸的百分比达到71.69%。本研究为L-苹果酸的工业化生产奠定基础。

关键词：黑曲霉紫外诱变 L-苹果酸摇瓶发酵培养条件

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副干酪乳杆菌FP02对高尿酸血症大鼠血清尿酸水平的影响

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食品科学 2024年第14期45卷 114-120页

作者：王学颖刘艳丽何苗赵雨晴彭心怡郭庆彬朱巧梅刘欢欢李贞景杨华天津科技大学食品科学与工程学院天津300457 省部共建食品营养与安全国家重点实验室天津300457 天津益膳康生物科技有限公司天津300457 天津科睿恒生物科技有限公司天津300450

本研究对酸菜中分离出的一株副干酪乳杆菌FP02进行体外降尿酸性能检测、生理生化特性表征,并探究该菌株对高尿酸血症(hyperuricemia,HUA)大鼠模型血清尿酸水平的影响。体外结果显示,副干酪乳杆菌FP02能够有效降解尿酸及其前体物质肌苷... 详细信息

本研究对酸菜中分离出的一株副干酪乳杆菌FP02进行体外降尿酸性能检测、生理生化特性表征,并探究该菌株对高尿酸血症(hyperuricemia,HUA)大鼠模型血清尿酸水平的影响。体外结果显示,副干酪乳杆菌FP02能够有效降解尿酸及其前体物质肌苷、鸟苷,降解率分别为29.10%、67.09%、70.48%,且对黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XOD)活性的抑制率为64.20%。同时,该菌株可分解多种糖(醇),对胃酸、胆盐具有良好的耐受性。通过氧嗪酸钾灌胃联合高尿酸饮食构建HUA大鼠模型,连续灌胃副干酪乳杆菌FP02冻干粉14 d后,FP02治疗组的血清尿酸含量较高尿酸模型组降低了49.96%(P<0.001),接近空白对照组,且尿液中尿酸排泄量增加,血清中XOD活性受到显著抑制(P<0.001),肾切片结果显示FP02治疗组大鼠的肾损伤得到了部分恢复。该研究将为副干酪乳杆菌FP02作为预防HUA的潜在药品或功能性食品奠定了基础。

关键词：高尿酸血症益生菌副干酪乳杆菌肾损伤大鼠模型

基于分子对接及动力学模拟的红曲橘霉素合成小分子抑制剂的高通量筛选

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食品科学 2024年第17期45卷 52-62页

作者：李居行葛佳琦张志宇何苗崔萌菲郭庆彬李贞景王昌禄刘欢欢天津科技大学食品科学与工程学院天津300457 北京量维生物科技研究院有限公司北京102206 天津益膳康生物科技有限公司天津300453

通过计算机模拟技术,对红曲橘霉素合成关键酶CitE的抑制剂进行高通量筛选。首先,采用Alphafold 2对CitE蛋白进行同源建模,并与相似序列比对以预测配体结合区域;随后,在Arthor数据库中检索天然配体和黄酮骨架类似物,构建了一个包含20000... 详细信息

通过计算机模拟技术,对红曲橘霉素合成关键酶CitE的抑制剂进行高通量筛选。首先,采用Alphafold 2对CitE蛋白进行同源建模,并与相似序列比对以预测配体结合区域;随后,在Arthor数据库中检索天然配体和黄酮骨架类似物,构建了一个包含20000个化合物的配体库;之后,通过Maestro对CitE蛋白和小分子化合物库进行分子对接,筛选出潜在的CitE配体;并采用Gromacs动力学模拟评估结合稳定性,通过MM/PBSA计算结合自由能,之后对蛋白-配体的结合模式进行分析,进一步确定了槲皮素、木犀草素、芹菜素、染料木素、5,4’-二羟基黄酮、漆黄素6个小分子配体具有较强的CitE结合性能。固态及液态发酵结果表明,上述化合物具有显著的橘霉素抑制活性。其中,固态发酵(20mg/28g干物料)添加上述化合物分别使橘霉素产量降低42.52%、48.81%、32.54%、32.57%、21.02%和13.67%,液态发酵添加(0.1 g/L)上述化合物分别使橘霉素产量降低33.77%、15.58%、33.33%、62.34%、58.87%、50.22%。本研究对建立高效、安全的红曲发酵体系具有借鉴意义。

关键词：红曲霉橘霉素抑制剂分子对接分子动力学模拟 CitE

黑曲霉酸性脂肪酶Tgl的酶学性质及其酯化能力研究

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食品与发酵工业 2024年第10期50卷 237-243页

作者：李文瑶陈非凡郑佳刘怡宁杜丽平卢彦坪马立娟天津科技大学生物工程学院天津300457 宜宾五粮液股份有限公司四川宜宾644000

脂肪酶是一种具有水解、酯化、酯交换等多种功能的生物催化剂,为研究脂肪酶的酯化能力,该文克隆表达了来源于黑曲霉的脂肪酶Tgl编码基因,对其进行生物信息学分析,研究该酶的酶学性质及其催化合成脂肪酸乙酯的能力。结果表明,脂肪酶Tgl... 详细信息

脂肪酶是一种具有水解、酯化、酯交换等多种功能的生物催化剂,为研究脂肪酶的酯化能力,该文克隆表达了来源于黑曲霉的脂肪酶Tgl编码基因,对其进行生物信息学分析,研究该酶的酶学性质及其催化合成脂肪酸乙酯的能力。结果表明,脂肪酶Tgl的最适反应温度为50℃,在50℃下孵育12 h后残余酶活力仍能达到70%左右;最适反应pH值为5.0,在pH 5.0条件下孵育12 h后,其相对酶活力为70%。有机试剂对脂肪酶Tgl均表现出不同程度的抑制作用,其中,乙醇对脂肪酶的抑制作用最为明显,但是在40%的乙醇体系下,Tgl的残余酶活力仍接近80%。20%的乙醇体系中,Tgl催化合成乙酸乙酯的产量最高,为41.62 mg/L,而在60%乙醇体系中催化合成己酸乙酯的产量最高,可达171.08 mg/L。由此可见,黑曲霉酸性脂肪酶Tgl具有较高的催化脂肪酸乙酯合成的能力,在酿造工业中具有很大的应用潜力。

关键词：黑曲霉脂肪酶生物信息学分析酶学性质酯化能力

谷氨酸棒杆菌乙酰羟酸合酶的高效表达调控及应用

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生物工程学报 2024年第9期40卷 3114-3126页

作者：乔倩倩宁舒展王瑞瑞郑宇路福平陈久洲刘娇郑平天津科技大学生物工程学院天津300457 中国科学院天津工业生物技术研究所、低碳合成工程生物学重点实验室天津300308 国家合成生物技术创新中心天津300308 深圳科兴天合生物科技有限公司广东深圳518000

谷氨酸棒杆菌是支链氨基酸工业生产的主力菌,乙酰羟酸合酶(acetohydroxyacid synthase,AHAS)是支链氨基酸合成的关键酶,强化AHAS的表达是提高菌种水平的关键手段。然而目前还未实现高效调控AHAS,本研究首先基于前期开发的靶基因表达调... 详细信息

谷氨酸棒杆菌是支链氨基酸工业生产的主力菌,乙酰羟酸合酶(acetohydroxyacid synthase,AHAS)是支链氨基酸合成的关键酶,强化AHAS的表达是提高菌种水平的关键手段。然而目前还未实现高效调控AHAS,本研究首先基于前期开发的靶基因表达调控报告系统,从6个组成型强启动子中筛选乙酰羟酸合酶编码基因ilvBN的高效表达启动子,成功获得P_(gpmA*)启动子,表达强度是PilvBN天然启动子的23.3倍。其次,在P_(gpmA*)启动子基础上,构建并通过平板荧光成像初步筛选了3种人工合成核糖体结合位点(ribosome binding site,RBS)文库,发现“R(9)N(6)”为优势的突变文库,通过进一步的孔板复筛,成功获得36个不同的强度增强的RBS突变体,最高强度可达天然启动子PilvBN的62.3倍。最后,选择P_(gpmA*)启动子分别组合3种RBS(野生型、RBS18和RBS36)调控ilvBNS155F的表达生产L-缬氨酸,L-缬氨酸产量随着表达调控元件强度的增强而提高,分别为1.17、1.38、2.29 g/L。在RBS18调控的基础上进一步组合ilvC过表达,L-缬氨酸产量可达7.57g/L。本研究获得的AHAS表达调控元件库,可为改造AHAS生产L-缬氨酸等支链氨基酸提供丰富元件,并为其他关键酶的表达调控提供思路和方法借鉴。

关键词：谷氨酸棒杆菌支链氨基酸乙酰羟酸合酶组成型强启动子人工合成核糖体结合位点文库

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赤子爱胜蚓油脂的提取及脂肪酸组成分析

中国油脂 2024年第7期49卷 118-123,152页

作者：王珂欣贾京华刘薇刘蓬宇张博毅高昂天津中医药大学公共卫生与健康科学学院天津300000 天津民生生物工程股份有限公司天津300000

为促进蚯蚓蛋白粉加工副产物的开发与利用,以赤子爱胜蚓渣料为原料,采用超声辅助水酶法结合酸水解法提取蚯蚓油,研究酶种类、酶解时间和加酶量对蚯蚓油得率的影响,通过正交实验确定最佳酶解条件。同时,对提取的蚯蚓油理化指标及脂肪酸... 详细信息

为促进蚯蚓蛋白粉加工副产物的开发与利用,以赤子爱胜蚓渣料为原料,采用超声辅助水酶法结合酸水解法提取蚯蚓油,研究酶种类、酶解时间和加酶量对蚯蚓油得率的影响,通过正交实验确定最佳酶解条件。同时,对提取的蚯蚓油理化指标及脂肪酸组成进行分析。结果表明:超声辅助水酶法结合酸水解法提取蚯蚓油的最佳酶解条件为使用胃蛋白酶(适宜温度50℃、pH 2.0)、酶解时间2.0 h、加酶量4%,在此条件下蚯蚓油得率为11.45%;蚯蚓原油为浅棕色,稍有浑浊,稍有蚯蚓特有的土腥味,略带有油脂酸败味;蚯蚓油由24种脂肪酸构成,其中饱和脂肪酸含量较高,占总脂肪酸的82.381%,主要为硬脂酸、月桂酸,单不饱和脂肪酸占总脂肪酸的8.565%,主要为油酸、棕榈油酸,多不饱和脂肪酸占总脂肪酸的8.995%,主要为亚油酸,另外蚯蚓油奇数碳脂肪酸含量为13.867%。综上,超声辅助水酶法结合酸水解法对于提取蚯蚓渣料中的油脂有一定效果,具备实际应用的潜力,且得到的蚯蚓油含有丰富的奇数碳脂肪酸,营养价值较高。

关键词：蚯蚓油水酶法提取工艺脂肪酸组成

分子伴侣增强蛋白酶K在毕赤酵母中的表达及对羊毛鳞片层的作用分析

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生物技术通报 2024年第7期40卷 307-313页

作者：蔡逸安张轶群杨子璇刘业学刘文龙路福平李玉天津科技大学生物工程学院天津300457 山东隆科特酶制剂有限公司沂水276400

【目的】通过分子伴侣共表达增强毕赤酵母中异源蛋白酶K的分泌水平,并对其的羊毛无氯剥鳞作用机制进行解析,旨在提高蛋白酶K的表达量并为高效酶法剥鳞技术的应用奠定基础。【方法】利用毕赤酵母表达系统对tprK基因进行异源表达,首次分... 详细信息

【目的】通过分子伴侣共表达增强毕赤酵母中异源蛋白酶K的分泌水平,并对其的羊毛无氯剥鳞作用机制进行解析,旨在提高蛋白酶K的表达量并为高效酶法剥鳞技术的应用奠定基础。【方法】利用毕赤酵母表达系统对tprK基因进行异源表达,首次分析了影响蛋白质折叠和质量控制的分子伴侣Ssa1、Erj5、Sil1、Hac1、Kar2、Lhs1和Ydj1分别过表达对TPRK的表达量和酶活力的作用,并对TPRK处理的羊毛纤维效果进行分析。【结果】TPRK在毕赤酵母GS115中表达,其最适反应条件为65℃、pH 9.0,且具有良好的热稳定性和pH稳定性。过表达ssa1、hac1、erj5和sil1基因的重组菌株酶活分别提升了36.8%、20.0%、17.7%和14.8%。5 L发酵罐进行高密度发酵,诱导72 h后,TPRK的酶活达到77471.99 U/mL。在羊毛水解应用中TPRK可水解羊毛鳞片内层使鳞片逐渐剥落,起到剥鳞效果,并且最适水解条件为:TPRK添加量为300 U/mL、反应温度55℃、pH 9.0和反应时间2 h。【结论】过表达分子伴侣Ssa1能够有效提升TPRK的表达量,利用该TPRK处理羊毛纤维,可有效去除羊毛鳞片层,而对羊毛核心皮质层造成的损伤较小。

关键词：蛋白酶K 分子伴侣毕赤酵母生物酶处理防毡缩