定量预测α-淀粉酶及其突变体的酶反应米氏常数

【目的】α-淀粉酶是一种重要淀粉水解酶，而Km值是酶反应中重要的参数，尝试建立一种利用α-淀粉酶初级结构定量预测米氏常数Km值的有效模型。【方法】通过神经网络模型，利用535种氨基酸属性定量预测α-淀粉酶 Amy7C及其52个突变体反应的Km值，其中33个酶用于模型训练，其余的用于模型验证。首先用双层的20-1前馈反向传播的神经网络进行预测，然后对多层神经网络模型进行筛选。【结果】535种氨基酸属性中有109种属性可以用模型预测，其中动态属性拟合结果较好，4个动态氨基酸属性中有3个属性可以用于模型预测，但拟合结果最好的氨基酸属性分别来自氨基酸理化性质和二级结构。对9种拟合和验证结果最好的氨基酸属性进行7种多层神经网络模型拟合，结果显示增加模型的复杂度并不能提高预测结果的精准度，表明较为简单的模型，如20-1或20-5-1是定量预测建模的首选。【结论】α-淀粉酶酶解反应的米氏常数Km ，可以利用某些氨基酸属性通过神经网络模型进行定量预测。为今后利用酶的初级结构定量预测酶反应中各参数最适条件提供思路。     

一株耐酸L-乳酸生产菌的Co60诱变选育

对嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)CICC 6005菌株进行Co60诱变,从突变体中选育得到1株生长快速的耐酸突变菌株LS-8.该菌株在pH值3.6的条件下发酵72h、在pH值3.8的条件下发酵104h,L-乳酸产量分别达9.2 g/L和16.5g/L.     

甘蔗糖蜜发酵生产L-乳酸工艺条件研究

以甘蔗糖蜜作为原料,利用经诱变筛选得到的鼠李糖乳杆菌SCT-10-10-60发酵生产L-乳酸.通过设置单因素实验,研究不同初始糖蜜浓度(50％、40％、30％、20％)、不同发酵温度(30℃、37℃、42℃、47℃)、不同pH调节剂碳酸钙加入量(4％、6％、8％、10％)和氮源替代(尿素替代酵母粉)对L-乳酸产量的影响...     

苯甲酸降解途径及转化生产粘康酸的研究进展

苯甲酸是多种芳香化合物生物代谢的重要中间物,对微生物降解苯甲酸的生物化学和遗传学研究,有利于阐明芳香化合物的生物降解机制,分离和培育出降解谱广和降解性能高的菌株应用于废水处理、环境修复和生物转化。苯甲酸的儿茶酚邻位裂解(ortho-cleavage)途径会产生粘康酸,后者是一种潜在的平台化合物,用于生产新型功能树脂、生物塑料、食品添加剂等产品。本文综述了微生物降解苯甲酸和转化生产粘康酸的研究和进展,并提出该领域研究今后的发展方向,为后续研究提供有价值的参考。     

α-淀粉酶Amy7C及其突变体最适pH值的定量预测

【目的】pH值是影响酶催化效率的关键参数,通常需要通过实验方式才能确定生物酶的最适 pH 值,而该方式要消耗较多的人力、物力和时间。因此,有必要发展一种利用酶的简单结构信息即可预测其最适 pH 值的方法。【方法】以20-1前馈反向传播的神经网络为模型,完成535种氨基酸属性对α-淀粉酶 pH 值的拟合。同时,将α-淀粉酶 Amy7C及其54个突变体的数据分为2组,用35个酶作为训练组进行拟合,20个酶作为验证组进行检验,并对不同层次及神经元个数的模型进行比较。【结果】109个氨基酸属性可实现20-1神经网络模型收敛,表明这些氨基酸属性可用干预测α-淀粉酶的最适 pH值,但是不同氨基酸属性预测 pH 值的效果差别较大,只有部分指标预测 pH值的效果较好。多模型的分析结果显示,不同模型对训练组R值的结果具有显著性差异,而对训练组P值、验证组R值和验证组P 值结果无显著性差异。【结论】氨基酸分布概率等属性可用干预测α-淀粉酶的最适 pH值。20-1神经网络模型是预测α-淀粉酶最适 pH值相对理想的模型。     

酿酒酵母YBR019C基因缺失突变的分析

【目的】研究目的基因YBR019C缺失对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株糖代谢和乙醇发酵的影响。【方法】以酿酒酵母野生菌NF1002为出发菌株,选择2号染色体上的基因YBR019C为目的基因,以质粒pUG6和pUG66为模板进行PCR,构建带有Cre/loxP系统的酿酒酵母YBR019C基因敲除组件,并转化酿酒酵母NF1002,利用筛选标记Kan r和Ble r与YBR019C基因进行同源重组,筛选YBR019C双倍体缺陷型菌株。利用蔗糖和甘蔗糖蜜为碳源,对突变菌进行发酵特性的研究。【结果】成功获得YBR019C双倍体缺陷型菌株NFybr。碳源同化实验表明,突变株和野生菌均能利用葡萄糖和蔗糖,不能利用乳糖和木糖;但相比野生菌,突变株利用棉子糖和麦芽糖的能力有所下降,而且完全不能利用半乳糖。蔗糖发酵实验表明:突变株NF-ybr与野生菌株相比,在发酵终点乙醇浓度提高10.7%,发酵周期有所延长。按目前甘蔗糖蜜乙醇生产的发酵工艺,突变株在30℃发酵72h的醪液乙醇含量为12.52%,低于野生菌的13.89%。【结论】YBR019C基因的缺失影响了菌株对糖份的利用,导致乙醇发酵能力不及野生菌。本研究为菌株高效快捷的基因改造提供了参考。     

UPLC-QQQ-MS/MS法用于粉防己根双苄基异喹啉生物碱合成途径中12种化合物的定量检测

超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱(UPLC-QQQ-MS/MS)法用于粉防己(Stephania tetrandra S.Moore)中的有机酸和生物碱类化合物的同时定性、定量检测具有重要的研究意义，可为汉防己甲素等双苄基异喹啉类生物碱的代谢合成机理解析提供数据参考。本研究采用Poroshell 120 CS-C18色谱柱进行分离，以含0.1%甲酸的10 mmol/L甲酸铵水溶液(A)-乙腈(B)为流动相进行梯度洗脱，在喷射流技术离子源(AJS-ESI)，正、负离子多反应监测(MRM)模式下进行检测，通过一级和二级质谱数据对不同采集批次的粉防己根部代谢物进行定性和定量分析。结果显示：12种被测化合物在线性范围内都呈现出良好的线性关系，相关系数均大于0.99；粉防己根部中12种被测化合物的含量存在显著差异，同一化合物的含量在不同的采集月份也有着明显的差异；L-酪氨酸、汉防己甲素和汉防己乙素在粉防己根部的含量相对较高。本研究实现了粉防己根部中12种被测化合物的同时定性和精确定量分析。