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代谢工程改造大肠杆菌生产尸胺

生物工程学报 2024年第8期40卷 2403-2417页

作者：刘存萍高聪李晓敏陈修来吴静宋伟魏婉清刘立明江南大学生物工程学院江南大学生命科学与健康工程学院

尸胺是聚酰胺生产中的关键C5单体。由于细胞内5'-磷酸吡哆醛(pyridoxal 5′-phosphate, PLP)再生效率有限，导致目前发酵法生产尸胺效率较低。本研究选择一株实验室保藏的赖氨酸高产大肠杆菌LY-4为研究对象，首先通过引入尸胺合成关键酶... 详细信息

尸胺是聚酰胺生产中的关键C5单体。由于细胞内5'-磷酸吡哆醛(pyridoxal 5′-phosphate, PLP)再生效率有限，导致目前发酵法生产尸胺效率较低。本研究选择一株实验室保藏的赖氨酸高产大肠杆菌LY-4为研究对象，首先通过引入尸胺合成关键酶-赖氨酸脱羧酶(lysine decarboxylase, LDC)，成功构建了菌株L01，摇瓶发酵尸胺产量达1.07 g/L；随后开发了一种双代谢通路强化策略，协同增强内源和异源PLP合成模块，从而改善胞内PLP的合成，最优菌株L11摇瓶生产尸胺产量提升至9.23 g/L；最后在5 L发酵罐中对菌株L11生产尸胺的发酵工艺进行优化。工程菌株经48 h分批补料发酵，尸胺产量、得率、生产强度分别为54.43 g/L、0.22 g/g和1.13 g/(L·h)，具备一定的应用潜力。本研究可为构建包括尸胺在内的多种生物胺类细胞工厂提供理论依据和技术基础。

关键词：大肠杆菌代谢工程尸胺 5'-磷酸吡哆醛发酵优化

大肠杆菌*** DH5α通过外膜囊泡传递抗生素抗性基因AmpR

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生物技术通报 2024年

作者：庄棵梁至轩何英婷谢秋玲暨南大学生命科学技术学院

【目的】探究大肠杆菌Escherichia coli DH5α外膜囊泡（outer membrane vesicles, OMVs）在细菌间传递抗生素抗性基因AmpR的能力。【方法】通过超速离心法提取外膜囊泡；然后通过透射电镜，纳米颗粒跟踪分析（NTA）以及Western blot检... 详细信息

【目的】探究大肠杆菌Escherichia coli DH5α外膜囊泡（outer membrane vesicles, OMVs）在细菌间传递抗生素抗性基因AmpR的能力。【方法】通过超速离心法提取外膜囊泡；然后通过透射电镜，纳米颗粒跟踪分析（NTA）以及Western blot检测和表征OMVs的形态，粒径和浓度。同时PCR鉴定OMVs中的氨苄青霉素抗性基因AmpR。将OMVs与大肠杆菌DH5α共孵育培养，观察细菌在氨苄抗生素培养基上的生长情况，挑取单菌落进行菌落PCR鉴定AmpR的存在。【结果】所提取的囊泡的平均粒径约为125 nm，在OMVs粒径范围之内，OMVs标志蛋白OmpC阳性，显示所提取的囊泡为细菌外膜囊泡OMVs。同时PCR鉴定该OMVs中含有氨苄青霉素抗性基因AmpR。与OMVs共孵育培养后的大肠杆菌DH5α能在LB固体平板上生长，通过菌落PCR鉴定大肠杆菌中含有AmpR基因。【结论】具有抗性基因的大肠杆菌Escherichia coli DH5α可以通过外膜囊泡OMVs将AmpR传递给周围的大肠杆菌，实现耐药性转移。

关键词：大肠杆菌外膜囊泡氨苄抗性基因基因转移耐药性

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芒柄花黄素通过雌激素受体抑制前列腺增生

Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences 2024年第3期33卷 216-229页

作者：王晓航王乐肖銮娟芦春斌暨南大学生命科学技术学院发育与再生系广东广州510632

本研究通过网络药理学的方法预测核心靶点,再进行分子对接和动物实验来探讨芒柄花黄素的抗良性前列腺增生(BPH)作用。从SwissADME数据库筛选有效活性成分并进行药物靶点预测。收集TTD、Gene Cards和Drug Bank数据库中收录的良性前列腺... 详细信息

本研究通过网络药理学的方法预测核心靶点,再进行分子对接和动物实验来探讨芒柄花黄素的抗良性前列腺增生(BPH)作用。从SwissADME数据库筛选有效活性成分并进行药物靶点预测。收集TTD、Gene Cards和Drug Bank数据库中收录的良性前列腺增生的疾病靶点。将药物靶点与疾病靶点取交集靶点,使用交集靶点构建PPI网络并进行GO和KEGG富集分析,利用Autodock Vina软件进行分子对接芒柄花黄素的雌激素活性。建立小鼠良性前列腺增生模型,分为:对照组、增生组、2.5 mg/kg、5 mg/kg、10 mg/kg、5 mg/kg+fulvestrant (20 mg/kg/week)、10 mg/kg+fulvestrant (20 mg/kg/week)组。HE染色和Masson染色观察病理变化。QPCR检测雌激素受体和细胞周期基因表达量。芒柄花黄素与良性前列腺增生存在35个潜在的蛋白靶点,核心靶点有ER-α、EGFR、ER-β、CYP19A1、ACh E和PPARA。GO和KEGG富集分析表明,芒柄花黄素的作用靶点主要涉及细胞对雌二醇刺激的反应、雌激素生物合成、类固醇激素受体活性和类固醇结合等过程相关过程,以及类固醇激素的生物合成和雌激素信号通路。分子对接显示,与ER-α相比,芒柄花黄素与ER-β有更好的亲和力。前列腺增生模型小鼠用芒柄花黄素处理后病理学切片结果显示,芒柄花黄素能明显地抑制小鼠良性前列腺增生,而雌激素受体抑制剂(氟维司群)显著抑制芒柄花黄素的治疗效果。QPCR结果表明,芒柄花黄素可以降低ER-β的表达,并提高前列腺组织的ER-α。同时,芒柄花黄素处理后,与细胞周期相关的CDK1、cyclinA2、CDK2和cyclinB1的表达水平出现下降,而雌激素受体抑制剂处理后,这一现象被抑制。综上所述,网络药理学分析和动物实验结果发现芒柄花黄素通过雌激素受体阻滞细胞周期进程抑制前列腺增生发展。

关键词：芒柄花黄素良性前列腺增生网络药理学分子对接雌激素受体

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双酶级联催化L-色氨酸合成靛蓝

生物工程学报 2024年第8期40卷 2444-2456页

作者：罗诗琪魏婉清吴静宋伟胡贵鹏刘立明安徽科技学院食品工程学院江南大学生命科学与健康工程学院江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室

靛蓝(indigo)作为一种水溶性非偶氮类着色剂，广泛应用于纺织、食品、制药等工业领域。目前靛蓝主要采用化学法合成，存在环境污染、安全隐患等问题，亟须寻找更安全、更绿色的合成方法。本研究利用大肠杆菌(Escherichia coli)来源的色... 详细信息

靛蓝(indigo)作为一种水溶性非偶氮类着色剂，广泛应用于纺织、食品、制药等工业领域。目前靛蓝主要采用化学法合成，存在环境污染、安全隐患等问题，亟须寻找更安全、更绿色的合成方法。本研究利用大肠杆菌(Escherichia coli)来源的色氨酸酶(tryptophanase, Ec Tna A)和噬甲基菌(Methylophaga aminisulfidivorans)来源的黄素依赖性单加氧酶(flavin-dependentmonooxygenase,Ma FMO)构建双酶级联路径，以L-色氨酸为底物合成靛蓝，导入E. coli中获得重组菌株EM-IND01。通过对限速酶Ma FMO进行蛋白质工程改造，获得了有益突变体Ma FMOD197E，比酶活和kcat/Km比野生型分别提高了2.36倍和1.34倍；将其引入菌株EM-IND01中获得重组菌株EM-IND02，并进行发酵条件优化，在5 L发酵罐中靛蓝产量为(1 288.59±7.50) mg/L，转化率为0.86 mg/mg L-色氨酸，生产强度为26.85 mg/(L·h)。本研究通过蛋白质工程改造，获得Ma FMO活性提高的突变体，为靛蓝的工业化生产奠定了基础。

关键词：大肠杆菌靛蓝蛋白质工程改造双酶级联 L-色氨酸

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

玉米淀粉-卵白蛋白复合物替代小麦粉对纸杯蛋糕品质和消化特性的影响

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食品工业科技 2024年第10期45卷 77-83页

作者：洪玉珠张佳乐张龙鑫周彬胡冰褚上湖北工业大学生物工程与食品学院湖北武汉430068 大连民族大学生命科学学院辽宁大连116600

为满足消费者对烘焙食品慢消化、低糖等需求,用玉米淀粉-卵白蛋白复合物(corn starch-ovalbumin complex,CSOVA)替代0%、25%、50%、75%和100%(w/w)的小麦粉,用零卡糖代替传统蔗糖生产纸杯蛋糕,对蛋糕质地、感官属性和消化速率进行了评... 详细信息

为满足消费者对烘焙食品慢消化、低糖等需求,用玉米淀粉-卵白蛋白复合物(corn starch-ovalbumin complex,CSOVA)替代0%、25%、50%、75%和100%(w/w)的小麦粉,用零卡糖代替传统蔗糖生产纸杯蛋糕,对蛋糕质地、感官属性和消化速率进行了评估。结果表明,用CSOVA替代小麦粉获得了更好的蛋糕品质,纸杯蛋糕的比容从2.69 cm^(3)/g增加到3.79 cm^(3)/g,硬度从63.35 g降低到39.56 g,添加CSOVA后的纸杯蛋糕更加柔软蓬松。同时,CSOVA的加入可延缓纸杯蛋糕的老化速率,降低水分损失率。CSOVA替代小麦粉后,纸杯蛋糕的快速消化淀粉(rapidly digestible starch,RDS)含量降低,抗性淀粉(resistant starch,RS)含量增加。同时,CSOVA的加入强化了纸杯蛋糕的蛋白质含量,拓宽了CSOVA的应用市场。

关键词：玉米淀粉-卵白蛋白复合物小麦粉纸杯蛋糕快速消化淀粉

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超高压杀菌对低盐切片腊肉风味及理化性质的影响

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食品工业科技 2024年第2期45卷 101-109页

作者：孙梦冉佩灵黄业传李占阳西南科技大学生命科学与工程学院四川绵阳621000 荆楚理工学院生物工程学院湖北荆门448000

为探究不同压力的超高压杀菌对低盐切片腊肉品质的影响,样品在22℃下分别经200、400、600 MPa压力处理10 min,以未杀菌组为对照,于4℃储藏的第0、60、120、180 d测定理化指标、风味物质及菌落总数。结果表明,超高压处理后,低盐切片腊肉... 详细信息

为探究不同压力的超高压杀菌对低盐切片腊肉品质的影响,样品在22℃下分别经200、400、600 MPa压力处理10 min,以未杀菌组为对照,于4℃储藏的第0、60、120、180 d测定理化指标、风味物质及菌落总数。结果表明,超高压处理后,低盐切片腊肉的水分含量、亚硝酸盐含量、硬度、a*值、b*值及菌落总数均降低,pH、POV值、L*值、弹性、回复力及内聚性均升高。储藏过程中,超高压增强了腊肉的持水性,减缓了脂肪氧化,有效抑制了微生物生长。第180 d时,超高压组的水分含量、L*值、a*值、弹性及内聚性均高于对照组,pH、亚硝酸盐含量、硬度及菌落总数均低于对照组。气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和电子鼻分析结果均显示,超高压组与对照组风味成分相似,含量占比差异较小,且超高压对腊肉风味的形成有促进和保护作用。但压力过高(600 MPa)会加剧脂肪氧化,影响腊肉的色泽和质构,进而影响其感官评分。综合分析可得,400 MPa为本研究的最佳处理压力。

关键词：低盐切片腊肉超高压理化性质风味品质

辐照杀菌对低盐切片腊肉风味及理化性质的影响

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食品工业科技 2024年第5期45卷 89-99页

作者：黄业传孙梦荆楚理工学院生物工程学院湖北荆门448000 西南科技大学生命科学与工程学院四川绵阳621000

为探究不同剂量的辐照杀菌对低盐切片腊肉品质的影响,常温下采用高能电子加速器对样品进行辐照处理,剂量分别设定为2、3、4 kGy,以未杀菌组为对照,于4℃储藏的第0、60、120、180 d测定其菌落总数、风味物质及理化指标。结果表明,相同条... 详细信息

为探究不同剂量的辐照杀菌对低盐切片腊肉品质的影响,常温下采用高能电子加速器对样品进行辐照处理,剂量分别设定为2、3、4 kGy,以未杀菌组为对照,于4℃储藏的第0、60、120、180 d测定其菌落总数、风味物质及理化指标。结果表明,相同条件下随辐照剂量的增加,低盐切片腊肉的亚硝酸盐含量显著降低(P0.05),POV值显著低于对照组(P<0.05);储藏阶段,辐照组菌落总数增长缓慢,且始终低于对照组。二甲基二硫醚等异味物质含量增高,与对照组的风味差异增大,香味评分降低。气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和电子鼻分析结果显示,辐照异味随储藏时间的延长而减少,主要风味物质含量占比增加,与对照组的风味差异减小。综合分析可得,2、3 kGy处理的腊肉样品脂肪氧化程度较低;辐照后与对照组的风味差异较小,异味相对较弱;储藏后的水分含量较高,风味较好。但杀菌效果及质构方面,3 kGy组略优于2 kGy组,杀菌效果更强,组织结构评分略高,因此3 kGy为本实验的最佳辐照剂量。

关键词：低盐切片腊肉辐照理化性质风味品质

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植源性和乳源性胞外囊泡对慢性炎症的调控机制

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中国食品学报 2024年第7期24卷 364-376页

作者：曹桂芳李丹伊高阳杨永利姚晓琳陕西科技大学食品与生物工程学院西安710021 西安交通大学生命科学与技术学院西安710049

胞外囊泡(EVs)是由动、植物细胞所分泌的一种囊泡复合体,富含不同种类脂质、蛋白质和RNA等活性组分,使其具有多种生理活性。炎症是机体在外界刺激下所表现出的一种免疫反应,当促炎因子和抗炎因子比例失衡时,机体会表现为慢性炎症。研究... 详细信息

胞外囊泡(EVs)是由动、植物细胞所分泌的一种囊泡复合体,富含不同种类脂质、蛋白质和RNA等活性组分,使其具有多种生理活性。炎症是机体在外界刺激下所表现出的一种免疫反应,当促炎因子和抗炎因子比例失衡时,机体会表现为慢性炎症。研究表明,植源性EVs中的外泌体样纳米囊泡(ELNs)和乳源性EVs因内含不同种类活性组分,故可通过抑制促炎细胞因子的分泌,上调抗炎因子及免疫细胞因子的表达,延缓机体慢性炎症反应及相关炎症性疾病的发生。基于此,本文归纳多种植源性ELNs和乳源性EVs的提取及表征方法,重点探讨植源性ELNs和乳源性EVs对机体炎症的调控作用,即从抑制核因子-κB(NF-κB)、氧化应激及相关丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路传导,调节肠道微生物组成及促进肠道干细胞生长,调控巨噬细胞相关通路的传导等方面进行综述,为植源性ELNs和乳源性EVs生物活性相关研究提供借鉴。

关键词：植源性外泌体样纳米囊泡乳源性胞外囊泡分离纯化抗炎机制发展趋势

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