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基于金属有机框架的固定化中性脲酶及其降解黄酒中的尿素

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食品与发酵工业 2024年

作者：任遇福徐岩王栋酿造微生物学与应用酶学研究室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)

开发利用新型固定化中性脲酶降解黄酒中的尿素，是有效控制黄酒中氨基甲酸乙酯含量的一种可行的方法。近年来，基于金属有机框架(metal-organic frameworks， MOFs)原位合成固定化酶受到研究者的关注。该研究基于黄酒的特性，通过对ZIF-... 详细信息

开发利用新型固定化中性脲酶降解黄酒中的尿素，是有效控制黄酒中氨基甲酸乙酯含量的一种可行的方法。近年来，基于金属有机框架(metal-organic frameworks， MOFs)原位合成固定化酶受到研究者的关注。该研究基于黄酒的特性，通过对ZIF-8与MIL-100（Fe）2种MOF材料的比较，选择以MIL-100（Fe）作为固定化载体，在室温水环境下原位合成了固定化中性脲酶NU@MIL-100（Fe），对其进行了X射线衍射（X-ray diffraction， XRD）和扫描电子显微镜（scanning electron microscope， SEM）的表征以及酶学性质的评价。结果表明，以酸稳定性和酒精稳定性良好的MIL-100（Fe）为载体进行固定化，中性脲酶的引入不影响MIL-100（Fe）的晶体结构与形貌。相较于游离中性脲酶，固定化中性脲酶NU@MIL-100（Fe）最适pH、最适温度以及活性受酒精的影响未发生明显变化，但NU@MIL-100（Fe）表现出更好的酸性活性和酒精的耐受性，酸稳定性也有一定的提高。将NU@MIL-100（Fe）用于黄酒中的尿素降解，处理4 h后尿素降解率达到79.96%，24 h后尿素降解率达93.83%，重复使用3次，处理4 h仍可达到48.29%的尿素降解率，表现出良好的尿素降解效果和重复使用性。该研究结果为固定化中性脲酶在黄酒中的实际应用提供了新的参考。

关键词：中性脲酶金属有机框架固定化黄酒尿素降解

米香型白酒酿造过程微生物群落及其代谢功能特征

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食品与发酵工业 2024年

作者：王云班世博吴群徐岩江南大学生物工程学院酿造微生物学与应用酶学研究室工业生物技术教育部重点研究室

米香型白酒酿造过程主要以固态糖化，半固态发酵的方式进行，为揭示该过程微生物群落特征，该研究通过高通量测序技术解析米香型白酒的微生物群落多样性和演替规律，糖化、发酵过程中优势真菌属为Saccharomyces、Saccharomycopsis和Rhiz... 详细信息

米香型白酒酿造过程主要以固态糖化，半固态发酵的方式进行，为揭示该过程微生物群落特征，该研究通过高通量测序技术解析米香型白酒的微生物群落多样性和演替规律，糖化、发酵过程中优势真菌属为Saccharomyces、Saccharomycopsis和Rhizopus、优势细菌属为Lactobacillus、Pediococcus和Weissella。该阶段细菌多样性高于真菌多样性，发酵前期微生物快速富集。通过演替距离表征微生物动力学表明糖化过程真菌演替剧烈，发酵过程细菌演替剧烈。通过PICURSt2预测糖化、发酵过程中细菌群落功能进而探究米香型白酒酿造过程潜在的代谢功能特征，代谢功能主要集中在碳水化合物代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、膜转运、复制和修复、翻译等途径。相关性分析表明Lactobacillus是米香型白酒代谢功能贡献最大的微生物属，参与11种代谢。随着发酵进行，细菌属的碳水化合物代谢活跃，葡萄糖、乙醇和乳酸是判断米香型白酒酿造进程的重要指标，主要由糖酵解/糖异生代谢途径产生。该研究对该途径进行解析发现丙酮酸转化为乙酰辅酶A和乳酸、乙醛转化为乙醇的功能酶相对丰度逐渐增加，糖化为发酵提供合适的功能微生物群落结构及功能类别以保证发酵过程顺利进行。该研究有助于解析米香型白酒酿造机制，为进一步控制与提升米香型白酒品质提供理论依据。

关键词：米香型白酒代谢功能特征高通量测序 PICURSt2 微生物群落结构

基因工程改造促进大肠杆菌发酵纤维素水解液合成1,2,4-丁三醇

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化工进展 2024年第2期43卷 1063-1068页

作者：佘丹王舒婷陆信曜宗红诸葛斌江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室工业微生物研究中心江苏无锡214122

1,2,4-丁三醇(BT)是广泛应用于各领域的高附加值化合物之一,利用纤维素水解液发酵生产BT需要一株能够耐受其中抑制物的菌株。在水解液中常见抑制因子糠醛存在下,大肠杆菌的发酵严重受限。本研究首先在含有BT合成途径的大肠杆菌中过表达... 详细信息

1,2,4-丁三醇(BT)是广泛应用于各领域的高附加值化合物之一,利用纤维素水解液发酵生产BT需要一株能够耐受其中抑制物的菌株。在水解液中常见抑制因子糠醛存在下,大肠杆菌的发酵严重受限。本研究首先在含有BT合成途径的大肠杆菌中过表达四种糠醛耐受相关的基因:yghA、thyA、mdtJI和pntAB。在0.4g/L糠醛压力下,所有改造菌株的生长均有不同程度的提升,其中过表达pntAB基因的菌株生长最好,同时有助于BT合成酶的酶活力或转录水平的提高,BT产量达到11.0g/L。当以玉米芯纤维素水解液为底物时,过表达yghA、thyA和pntAB均明显促进了大肠杆菌的生长与BT产量的提高,其中yghA基因表现最好,在摇瓶中获得了3.36g/L的BT,在5L发酵罐中BT产量达到15.3g/L,转化率为63.8%。该策略为玉米芯纤维素水解液发酵生产BT提供了借鉴。

关键词：大肠杆菌玉米芯纤维素水解液糠醛耐受 1 2 4-丁三醇

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抗菌蓝光对鲜牛奶杀菌后味觉和脂质组的影响

食品与发酵工业 2024年第16期50卷 10-15页

作者：吴越纪剑孙秀兰王加生胡晓清叶永丽江南大学食品学院江苏无锡214122 江南大学生物工程学院江苏无锡214122

抗菌蓝光(400~480 nm)是近年来新型的非热杀菌新技术,具有杀菌谱广、安全性好等优势,在食品杀菌领域具有良好潜力。该文采用415 nm蓝光,对鲜牛奶中污染频率高的大肠杆菌进行杀菌研究。因此论文针对牛奶最易氧化的脂质成分,研究了蓝光杀... 详细信息

抗菌蓝光(400~480 nm)是近年来新型的非热杀菌新技术,具有杀菌谱广、安全性好等优势,在食品杀菌领域具有良好潜力。该文采用415 nm蓝光,对鲜牛奶中污染频率高的大肠杆菌进行杀菌研究。因此论文针对牛奶最易氧化的脂质成分,研究了蓝光杀菌后牛奶脂质组变化,同时分析了牛奶味觉特性和过氧化物丙二醛(malondialdehyde, MDA)。结果显示,蓝光对牛奶中大肠杆菌杀灭效果好,82.08 J/cm^(2)剂量时可完全杀灭。杀菌后鲜牛奶酸、甜、苦、涩等多个感官特性无统计学差异;MDA水平也无影响。牛奶的脂质组分析显示,蓝光杀菌前后鲜牛奶的脂质组成、相对含量、尤其是不饱和脂质均无统计学差异,结果表明,415 nm蓝光不会改变鲜牛奶中的脂质组分。因此415 nm蓝光照射可有效杀灭鲜牛奶中大肠杆菌,且不影响牛奶脂质和风味。

关键词：大肠杆菌抗菌蓝光脂质组味觉

5′UTR在植物基因表达调控中的功能研究进展

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植物生理学报 2024年第1期60卷 9-19页

作者：徐志民鄢梦雨兰海燕新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室乌鲁木齐830017

植物5′非翻译区(untranslated region,UTR)存在众多的调控元件,如内部核糖体进入位点、上游开放阅读框、内含子及各种二级结构,在基因表达调控中发挥重要作用。5′UTR还能够通过保留、删除或突变调控元件产生多个mRNA变体,从而影响翻... 详细信息

植物5′非翻译区(untranslated region,UTR)存在众多的调控元件,如内部核糖体进入位点、上游开放阅读框、内含子及各种二级结构,在基因表达调控中发挥重要作用。5′UTR还能够通过保留、删除或突变调控元件产生多个mRNA变体,从而影响翻译效率。本文对植物5′UTR中涉及的各种调控元件及二级结构的作用机制进行了总结归纳,期望较为全面展示植物5′UTR的结构和功能,并为研究植物5′UTR的调控机制提供参考。

关键词： 5′UTR 上游开放阅读框内含子二级结构基因表达调控

抗癌胚抗原(CEA)纳米抗体的筛选鉴定及双纳米抗体夹心ELISA检测CEA

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中国生物工程杂志 2024年第2期44卷 48-58页

作者：王新婷胡倩倩娄楚杨天宁李江伟新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室乌鲁木齐830046

目的:筛选能与癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)高亲和力结合的纳米抗体(nanobodies,Nbs),用于今后开发CEA的快速检测方法。方法:使用人CEA蛋白免疫双峰驼,以淋巴细胞cDNA为模板,采用巢式PCR扩增重链抗体可变区(VHH)基因,连接到p... 详细信息

目的:筛选能与癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)高亲和力结合的纳米抗体(nanobodies,Nbs),用于今后开发CEA的快速检测方法。方法:使用人CEA蛋白免疫双峰驼,以淋巴细胞cDNA为模板,采用巢式PCR扩增重链抗体可变区(VHH)基因,连接到pMECS载体,电转化TG1大肠杆菌,构建VHH cDNA文库。经辅助噬菌体M13K07感染后生成噬菌体展示文库,采用ELISA固相亲和淘洗方法,富集与CEA结合的VHH克隆,通过胞间质可溶性ELISA(PE-ELISA)筛选与CEA高结合的纳米抗体,并在WK6中进行IPTG诱导表达和亲和纯化。ELISA检测纳米抗体与CEA的结合特异性,竞争ELISA筛选配对纳米抗体构建夹心ELISA。结果:构建获得了库容为2.8×10^(8) cfu的VHH文库,菌液PCR表明VHH插入约为100%,随机挑取第2~3轮淘洗富集的90个克隆进行PE-ELISA检测,结果45个克隆为阳性,序列分析表明,它们编码7个纳米抗体序列。在WK6中,这些纳米抗体以可溶形式表达,经Ni亲和层析获得了纯度接近90%的重组纳米抗体。间接ELISA显示7株纳米抗体均特异结合CEA,其中2株纳米抗体3G2和3F4与CEA具有较高亲和力且呈浓度依赖,即使在高浓度(5μg/mL)下也不与无关蛋白溶菌酶结合,表现出较高特异性。竞争ELISA结果显示,3G2和3F4在结合CEA中没有竞争作用,表明3G2和3F4结合在CEA的不同表位。将3F4作为捕获抗体,3G2作为检测抗体,建立了双纳米抗体夹心ELISA方法(2Nbs-ELISA法),其对溶液中CEA的检测限(limit of detection,LOD)为1.8 ng/mL。结论:采用获得的两株CEA特异纳米抗体建立了夹心ELISA检测方法,对CEA的检测具有更高敏感性和特异性。

关键词： CEA 纳米抗体噬菌体展示表位归类双纳米抗体夹心ELISA

基于文献计量分析药食同源物质缓解酒精性肝损伤研究进展

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食品工业科技 2024年第2期45卷 1-11页

作者：向琴张国泰芦润青唐菁雯贺思桥闵聪耿敬章陕西理工大学生物科学与工程学院陕西省资料生物重点实验室陕南秦巴山区生物资源综合开发协同创新中心秦巴生物资源与生态环境重点实验室陕西汉中723000

目的:分析药食同源物质缓解酒精性肝损伤相关领域的研究现状及热点内容,为学者对药食同源物质缓解酒精性肝损伤的深入研究提供思路。方法:采用文献计量学方法,以CNKI、WOS及PubMed数据库为文献源,对自建库起至2022年12月药食同源物质缓... 详细信息

目的:分析药食同源物质缓解酒精性肝损伤相关领域的研究现状及热点内容,为学者对药食同源物质缓解酒精性肝损伤的深入研究提供思路。方法:采用文献计量学方法,以CNKI、WOS及PubMed数据库为文献源,对自建库起至2022年12月药食同源物质缓解酒精性肝损伤研究领域文献的分布情况进行检索和分析。结果:共检索药食同源物质缓解酒精性肝损伤的中英文文献418篇,专利276项。国内该领域研究起步较晚,但发展速度快,且发文量及专利数量均高于国外,发文量呈指数型结构上升,专利量呈线性结构上升;研究热点主要为葛根、枳椇子、枸杞等药食同源物质缓解酒精性肝损伤的作用机制研究。结论:通过分析药食同源物质缓解酒精性肝损伤文献及专利现状,系统总结了酒精性肝损伤的发病机制,主要与乙醇代谢、氧化应激、免疫炎症反应及肠道屏障受损和菌群失调相关;药食同源物质缓解酒精性肝损伤的作用机制主要与抗脂质过氧化、抗氧化应激反应、抗炎作用及清除自由基、调节肠道菌群有关;未来该领域将以网络药理学、组学技术等技术手段进行更深入的机制研究。

关键词：药食同源物质酒精性肝损伤文献研究现状发病机制作用机制

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小白链霉菌全细胞转化L-赖氨酸合成ε-聚赖氨酸的体系构建与优化

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食品与发酵工业 2024年第1期50卷 29-36页

作者：朱道君刁文娇张佳微王靓张宏建张建华陈旭升江南大学生物工程学院江苏无锡214122 工业生物技术教育部重点实验室(江南大学) 江苏无锡214122

小白链霉菌(Streptomyces albulus)是天然抗菌肽ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)的主要生产菌株。为了提高小白链霉菌生产ε-PL效率,该文构建并优化了全细胞转化L-赖氨酸合成ε-PL体系:葡萄糖质量浓度80 g/L,菌龄12 h,反应温度30℃... 详细信息

小白链霉菌(Streptomyces albulus)是天然抗菌肽ε-聚赖氨酸(ε-poly-L-lysine,ε-PL)的主要生产菌株。为了提高小白链霉菌生产ε-PL效率,该文构建并优化了全细胞转化L-赖氨酸合成ε-PL体系:葡萄糖质量浓度80 g/L,菌龄12 h,反应温度30℃,L-赖氨酸质量浓度15 g/L,柠檬酸浓度15 g/L,初始反应p H 4.0,硫酸铵质量浓度6 g/L,湿菌体量为1900 g/L。基于该转化体系,实现小白链霉菌在96 h合成ε-PL产量和底物转化率达到13.80 g/L和38.9%,分别是常规摇瓶发酵的4.1、3.2倍。最后,在小白链霉菌中异源表达来自大肠杆菌的L-赖氨酸特异性通透蛋白基因lysp,获得的重组菌*** OE-lysp实现L-赖氨酸利用能力和底物转化率较出发菌株分别提升26%和33%,ε-PL产量增加至17.21 g/L,约为常规摇瓶发酵ε-PL产量的6.4倍,这是文献报道的最高摇瓶规模ε-PL产量。该研究结果一方面说明了通过全细胞转化L-赖氨酸生产ε-PL的可行性,另一方面为***转化大宗氨基酸L-赖氨酸生产高值ε-PL奠定了坚实的技术基础,具有重要的理论意义和经济价值。

关键词：小白链霉菌 ε-聚赖氨酸全细胞转化异源表达 L-赖氨酸通透蛋白

不同来源胰蛋白酶的基因挖掘、在Komagataella phaffii GS115的异源表达及其酶学性质分析

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食品与发酵工业 2024年第2期50卷 100-105页

作者：何林曼钮成拓刘国正郑飞云刘春凤王金晶李崎工业生物技术教育部重点实验室(江南大学) 江苏无锡214122 江南大学生物工程学院江苏无锡214122

胰蛋白酶是一种丝氨酸蛋白酶,广泛应用于皮革、食品加工、生化检测和制药行业。该文旨在挖掘不同来源的胰蛋白酶,并在Komagataella phaffii GS115进行异源表达,最终分析并比较其酶学性质。通过基因挖掘手段分别克隆了人源胰蛋白酶(homo ... 详细信息

胰蛋白酶是一种丝氨酸蛋白酶,广泛应用于皮革、食品加工、生化检测和制药行业。该文旨在挖掘不同来源的胰蛋白酶,并在Komagataella phaffii GS115进行异源表达,最终分析并比较其酶学性质。通过基因挖掘手段分别克隆了人源胰蛋白酶(homo spanies trypsin,HST)、牛源胰蛋白酶(bos taurus trypsin,BTT)、虾源胰蛋白酶(penaeus vannamei trypsin,PVT)和弗氏链霉菌源胰蛋白酶(Streptomyces fradiae trypsin,SFT),以pPIC9k为载体构建重组质粒,并在Komagataella phaffii GS115中成功实现异源表达。经纯化激活后,HST,BTT,PVT,SFT的酰胺酶活性分别为18.6、12.3、44.7、13.8 U/mL;4种来源胰蛋白酶的最适温度分别为20、35、40、45℃,而其最适pH值分别为9、8.5、8.5、9,其中SFT在pH 9~11的稳定性更优。

关键词：胰蛋白酶基因挖掘异源表达毕赤酵母酶学性质