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Aspergillus nidulans来源的α-葡萄糖苷酶分子改造及其在难消化糊精制备中的应用

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食品与发酵工业 2024年

作者：杜婧玮王蕾张定坤魏贝贝陈世恒吴敬陈晟江南大学教育部食品安全国际合作联合实验室江南大学生物工程学院江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室

难消化糊精是一类富含α-1，2、α-1，3、α-1，6糖苷键或环状糖链结构的可溶性糊精的总称，具有生糖指数低及促进肠道益生菌增殖的特点。难消化糊精的目前商业化主流制备工艺为酸热法，酶法制备相关研究仍然较少。难消化糊精制备的关... 详细信息

难消化糊精是一类富含α-1，2、α-1，3、α-1，6糖苷键或环状糖链结构的可溶性糊精的总称，具有生糖指数低及促进肠道益生菌增殖的特点。难消化糊精的目前商业化主流制备工艺为酸热法，酶法制备相关研究仍然较少。难消化糊精制备的关键是增加难消化的α-1，2、α-1，3、α-1，6糖苷键含量或增加产物聚合度。对构巢曲霉（Aspergillus nidulans）来源的α-葡萄糖苷酶AgdB进行改造，以增加其产物α-1，3键型或提高其产物聚合度。通过理性设计，经定点突变后获得N466D，R450H，A445S，Y202A共4个突变体。以麦芽糖为底物反应时，突变体N466D，R450H产物α-1，3糖苷键含量增加，突变体R450H，A445S，Y202A生成更高聚合度的产物。随后将突变体与野生型分别与环糊精葡萄糖基转移酶进行复配，结果表明，突变体R450H，A445S，Y202A均能有效提高产物慢消化成分，突变体N466D虽然提高了α-1，3键含量，但同时提高了α-1，4键含量，因此产物慢消化成分反而有所降低。该研究为改造α-葡萄糖苷酶，提高难消化糊精的慢消化及抗消化组分提供了新的思路。

关键词： α-葡萄糖苷酶难消化糊精分子改造体外消化

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糖原状聚合物的酶法合成及产物精细结构分析

食品与发酵工业 2024年

作者：董慧董晶晶金征宇李晓晓柏玉香江南大学食品学院食品安全国际联合实验室江南大学食品安全与营养协同创新中心江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室江南大学

体外酶法合成的糖原状聚合物在生物，医疗，化工等领域具有广泛的应用，其较小的分子尺寸(106Da及之下)使其具有良好的应用效果。该研究通过蔗糖磷酸化酶-α葡聚糖磷酸化酶-分支酶-4-α糖基转移酶的四酶协同法合成出分子质量为106Da的... 详细信息

体外酶法合成的糖原状聚合物在生物，医疗，化工等领域具有广泛的应用，其较小的分子尺寸(106Da及之下)使其具有良好的应用效果。该研究通过蔗糖磷酸化酶-α葡聚糖磷酸化酶-分支酶-4-α糖基转移酶的四酶协同法合成出分子质量为106Da的糖原状聚合物，通过控制酶活比例制备了一系列具有不同分子结构的糖原状聚合物，并分别通过高效凝胶尺寸排阻色谱，高效阴离子交换色谱和核磁共振氢谱等手段对糖原状聚合物的分子尺寸和精细结构进行表征。结果表明，糖原状聚合物的分子质量成功从2.20×107Da降至4.94×106Da并最终稳定在106Da；平均链长在8.11～9.99，分支度保持在7.4%～10.7%，保留了高度分支化的结构，粒径Rz在19.3 ～28.0 nm，抗酶解率在39.78%～43.19%；为糖原状聚合物的体外酶法合成提供了新思路，也增加了在生物医疗等领域的应用潜力。

关键词：糖原状聚合物酶法合成分子尺寸精细结构

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α疱疹病毒UL24蛋白特性与功能研究进展

微生物学报 2024年第1期64卷 30-41页

作者：牛静轶李艺璇叶超西南大学动物医学院动物健康与动物性食品安全国际合作联合实验室重庆400715

α疱疹病毒是一大类具有包膜的双链DNA病毒,具有嗜神经性感染和潜伏感染的特性,对人畜的健康具有较大威胁。α疱疹病毒基因组能够编码多种蛋白,其中UL24是α疱疹病毒重要的毒力基因之一,能够编码一种高度保守的蛋白,在调控病毒感染致病... 详细信息

α疱疹病毒是一大类具有包膜的双链DNA病毒,具有嗜神经性感染和潜伏感染的特性,对人畜的健康具有较大威胁。α疱疹病毒基因组能够编码多种蛋白,其中UL24是α疱疹病毒重要的毒力基因之一,能够编码一种高度保守的蛋白,在调控病毒感染致病方面具有重要的生物学作用。本文主要对UL24基因及其编码蛋白基本特性,UL24蛋白在α疱疹病毒的组装和复制、感染和致病以及抑制宿主天然免疫3个方面的调控功能进行了梳理,为深入理解α疱疹病毒蛋白的功能,以及进一步防控α疱疹病毒感染提供理论参考。

关键词： α疱疹病毒 UL24蛋白生物学功能

天然生物活性分子抗伪狂犬病病毒感染的研究进展

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微生物学报 2024年

作者：代宇刘宜雨叶超西南大学动物医学院动物健康与动物性食品安全国际合作联合实验室

伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus， PRV)是疱疹病毒科水痘病毒属的成员，主要引起以母猪流产、仔猪神经和呼吸道症状为特征的伪狂犬病，对生猪养殖生产造成极大的威胁。疫苗免疫是预防猪伪狂犬病最重要的措施，但因病毒发生变异和具有... 详细信息

伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus， PRV)是疱疹病毒科水痘病毒属的成员，主要引起以母猪流产、仔猪神经和呼吸道症状为特征的伪狂犬病，对生猪养殖生产造成极大的威胁。疫苗免疫是预防猪伪狂犬病最重要的措施，但因病毒发生变异和具有潜伏感染特性，导致传统疫苗防治效果不佳。因此，临床上亟需新的药物制剂辅助疫苗免疫来防治该病。研究发现，天然植物类多糖及黄酮、酚、酸等小分子物质能够通过直接抑制病毒感染过程或者通过调节免疫反应抑制PRV感染。另外，宿主抗病毒蛋白I型干扰素及其下游干扰素刺激基因对PRV的感染也具有显著的抑制作用，抗菌肽和防御素等宿主防御肽对PRV的感染也有较好的抑制作用。另外，研究人员最近发现细菌和真菌的提取物及其代谢产物也具有抗PRV的作用，未来有望将细菌和真菌及其产物应用于病毒病的防控和治疗。本文重点讨论了近年天然生物活性分子抗PRV感染的相关研究进展，以期为抗PRV感染药物的研发提供重要参考。

关键词：伪狂犬病病毒植物源抗病毒分子宿主防御肽 I型干扰素干扰素刺激基因细菌代谢物真菌代谢物

伪狂犬病病毒编码的内膜蛋白生物学功能研究进展

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畜牧兽医学报 2024年第3期55卷 957-970页

作者：李艺璇牛静轶李港万超方仁东叶超西南大学动物医学院动物健康与动物性食品安全国际合作联合实验室重庆400715

伪狂犬病病毒(pseudorabies virus, PRV)属于甲型疱疹病毒亚科,能够感染宿主神经系统并在神经元中建立潜伏感染,是威胁全球养猪业的重要病原体。与其他甲型疱疹病毒类似,PRV的病毒粒子存在一层富含蛋白质的内膜层,它通过将含有DNA的核... 详细信息

伪狂犬病病毒(pseudorabies virus, PRV)属于甲型疱疹病毒亚科,能够感染宿主神经系统并在神经元中建立潜伏感染,是威胁全球养猪业的重要病原体。与其他甲型疱疹病毒类似,PRV的病毒粒子存在一层富含蛋白质的内膜层,它通过将含有DNA的核衣壳与布满糖蛋白的囊膜层衔接起来构成病毒粒子的完整结构。研究表明,在PRV的感染周期中,内膜蛋白可以通过单独作用或与其他蛋白相互作用的方式,在维持病毒形态结构的稳定、促进病毒的复制和出核、参与病毒在细胞质中的二次包膜、以及对抗宿主免疫系统等方面发挥重要生物学功能。因此本文重点讨论了近年来PRV内膜蛋白生物学功能的相关研究进展,以期为伪狂犬病病毒的病原学研究以及抗病毒研究提供重要参考。

关键词：伪狂犬病病毒内膜蛋白生物学功能

基于磷脂酶水解圈定向筛选高效聚对苯二甲酸乙二醇酯降解酶

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微生物学报 2024年第3期64卷 745-754页

作者：徐翰蔡忆梅陈晓倩黄青松吴敬陈晟颜正飞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苏无锡214122 江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室江苏无锡214122 江南大学教育部食品安全国际合作联合实验室江苏无锡214122

【目的】目前自然环境中聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)废弃物的积累严重威胁生态健康,因此PET的降解问题已成为全球性的热点问题。生物酶法降解PET技术以其绿色环保而备受关注,但天然PET降解酶的催化活性普遍偏... 详细信息

【目的】目前自然环境中聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)废弃物的积累严重威胁生态健康,因此PET的降解问题已成为全球性的热点问题。生物酶法降解PET技术以其绿色环保而备受关注,但天然PET降解酶的催化活性普遍偏低,亟待进一步定向改造。现阶段定向进化为快速提高PET降解酶催化性能提供了可能,其中筛选方法是成功获得高性能突变体的关键所在。本研究旨在提出一种新型高效灵敏的筛选方法并应用于褐色喜热裂孢菌(Thermobifida fusca)来源角质酶Tfu-0883的定向改造,以期快速获得PET降解活性提高的突变体。【方法】基于易错PCR构建突变体文库,涂布于卵黄磷脂平板,以水解圈的大小作为筛选指标获得PET降解活性提高的突变体;对突变体进行酶学定性并筛选出潜在的分子改造位点,最终获得高性能突变体。【结果】从卵黄磷脂平板中挑取水解圈直径最大的单菌落,即突变体H10(N2D/D94H/A149E),其PET降解能力是野生型的1.5倍,最适温度与pH分别为60℃和8.0。突变体H10中第2位和第149位氨基酸残基远离底物结合凹槽,其突变会导致酶蛋白稳定性下降;第94位氨基酸残基则位于底物结合凹槽附近,由负电荷氨基酸Asp突变为正电荷氨基酸His,有利于吸附在带负电荷的PET表面,是突变体H10降解能力提升的关键因素;随后将野生型的第94位氨基酸残基Asp分别突变为His及同为正电荷且空间位阻更小的Lys和Arg,突变体D94H、D94K和D94R对PET降解能力均有提升,其中,突变体D94K降解PET能力是野生型的3.6倍。【结论】本研究基于磷脂酶水解圈构建了一种新的PET降解酶定向筛选方法,以此获得了降解活性提高的突变体,并证实角质酶Tfu-0883第94位氨基酸残基位点具有提升其PET降解活性的潜在能力。

关键词：定向进化 PET降解水解圈热稳定性分子改造

长余辉基适配体传感器在食品安全检测中的应用进展

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分析科学学报 2024年第2期40卷 231-238页

作者：顾天悦高雪梅陈柯霖严诸颖陈丽建赵旭江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室江苏无锡214122 江南大学国际食品安全联合实验室江苏无锡214122 江南大学食品学院分析食品安全学研究所江苏无锡214122 江南大学化学与材料工程学院合成和生物胶体重点实验室江苏无锡214122

食品工业的迅速发展离不开安全体系的构建。食品安全检测关系经济民生,是分析领域的研究热点。长余辉纳米粒子具有免原位激发和磷光可再生性,在激发光停止后持续发光,从而消除背景荧光干扰,是理想的光学传感元件。适配体是具有识别性能... 详细信息

食品工业的迅速发展离不开安全体系的构建。食品安全检测关系经济民生,是分析领域的研究热点。长余辉纳米粒子具有免原位激发和磷光可再生性,在激发光停止后持续发光,从而消除背景荧光干扰,是理想的光学传感元件。适配体是具有识别性能的寡核苷酸序列,兼具快速响应性、高特异性和灵敏度。二者通过基团键合可构建性能独特的探针,产生靶标刺激的信号变化,在食品安全检测领域享有壮阔前景。本文阐述了近年来长余辉基适配体传感器在食品安全检测中的研究进展。重点聚焦于实现传感器光学激活的设计策略,简要介绍了相应原理的研究应用,最后对于该技术面临的挑战和机遇进行讨论和展望,以推进食品安全检测的发展。

关键词：食品安全长余辉纳米粒子适配体生物传感器磷光猝灭

基于超高通量筛选的d-阿洛酮糖3-差向异构酶定向进化

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食品与发酵工业 2024年

作者：赵添龙刘展志张凤山吴敬宿玲恰江南大学生物工程学院江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室山东华泰纸业股份有限公司山东黄三角产业技术研究院有限公司江南大学教育部食品安全国际合作联合实验室

d-阿洛酮糖是一种低热量的甜味剂，具有多种生理功能，如维持血糖平衡和调节脂质代谢等。目前，d-阿洛酮糖工业生产主要通过d-阿洛酮糖3-差向异构酶（DAEase）催化d-果糖的差向异构反应实现，但DAEase的应用性能仍需进一步提升以满足日... 详细信息

d-阿洛酮糖是一种低热量的甜味剂，具有多种生理功能，如维持血糖平衡和调节脂质代谢等。目前，d-阿洛酮糖工业生产主要通过d-阿洛酮糖3-差向异构酶（DAEase）催化d-果糖的差向异构反应实现，但DAEase的应用性能仍需进一步提升以满足日益增长的市场需求。定向进化作为一种有效的分子改造策略，其筛选方法是限制效率的关键因素之一。通过构建并优化d-阿洛酮糖特异型生物传感器，结合微孔板筛选，对来自Clostridium cellulolyticum H10的DAEase（CcDAEase）突变体文库进行超高通量筛选，最终获得了比活提高14.6%的优势突变体H209Q，其最适温度为60 ℃，最适pH为7.5，并进一步解析了该突变体的构效关系。该研究证明了转录因子型生物传感器可以作为一种有效的定向进化筛选工具，为进一步优化DAEase的性能提供了可能性，亦为d-阿洛酮糖的工业制备提供了理论依据和技术支撑。

关键词： D-阿洛酮糖3-差向异构酶转录因子型生物传感器超高通量筛选

石油降解酶的筛选、固定化及添加表面活性剂强化其对石油的降解

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微生物学报 2024年第6期64卷 1936-1947页

作者：杨静黄青松姚从禹时梦顾磊许科伟吴敬颜正飞江南大学生物工程学院江苏无锡214122 江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室江苏无锡214122 江南大学教育部食品安全国际合作联合实验室江苏无锡214122 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214126

在石油开采和加工过程中产生的含油污泥是石油化工行业中主要的污染源,会对周边生态环境造成持续性的危害。生物法降解被认为是一种有效且可持续的技术而备受关注。目前的研究多聚焦在微生物法降解石油,而酶法降解鲜有报道。【目的】本... 详细信息

在石油开采和加工过程中产生的含油污泥是石油化工行业中主要的污染源,会对周边生态环境造成持续性的危害。生物法降解被认为是一种有效且可持续的技术而备受关注。目前的研究多聚焦在微生物法降解石油,而酶法降解鲜有报道。【目的】本研究旨在优选石油高效降解酶,并深入分析其降解特性,以期构建一套酶法降解石油的体系。【方法】基于分子对接模拟技术,分析酶与石油类常见底物的结合可能性及结合模式,通过石油降解实验优选降解酶;通过添加表面活性剂及酶固定化进一步提高酶对石油的降解效果。【结果】利用分子对接模拟及实验验证获得5种具有石油降解能力的生物酶,其中枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)来源的漆酶BsLac对石油的降解率最高,72 h可降解34.1%的石油;进一步研究发现,表面活性剂的添加均可促进BsLac对石油的降解,其中槐糖脂的促进作用尤为显著。当槐糖脂终浓度为1000 mg/L时,石油的降解率最高,为46.3%;然而,2,2′-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐的添加对BsLac降解石油的促进作用并不明显;固定化结果表明,以花生壳为吸附载体固定化的BsLac对石油的降解率最高,为56.3%。【结论】本研究基于分子对接模拟和实验筛选获得了石油降解酶BsLac,固定化的BsLac可实现石油的高效降解,为生物酶法降解石油的进一步探索奠定了实验和理论基础。

关键词：石油降解酶表面活性剂固定化漆酶