摘要：酶制剂在食品工业中应用广泛,其具有绿色环保和可持续发展的特性,然而,苛刻的工业生产条件严重制约着酶在食品工业中的广泛应用。针对天然酶在工业化应用中存在的稳定性差和催化活性低等问题,借助计算机模拟技术改造获得性能优良的酶,是解决该问题的常用策略之一。本文介绍食品工业酶制剂和食品工业用酶改造领域中的一些常用的计算机模拟方法,详细论述计算机模拟技术在提升食品工业用酶的热稳定性、酸碱稳定性和催化活性中的应用。

摘要：启动子是控制基因转录的重要元件,也是合成生物学研究和细胞工厂设计的关键环节。糖酵解途径和三羧酸循环是糖类分解代谢的中心代谢,受到包括启动子强度在内的严格调控。为了筛选一系列能满足合成生物学研究和细胞工厂设计需要的不同强度的内源性组成型启动子,利用报告基因——红色荧光蛋白m Cherry和在线分析软件,系统研究了大肠杆菌糖酵解和三羧酸循环中27个启动子的强度和核心结构元件。结果表明:这些启动子的强度范围变化很大,最强启动子Pgap A的强度是最弱启动子Pacn A强度的43. 6倍;启动子的-10序列和-35序列与它们的一致序列也不完全相同,两者之间的距离为17±3bp;但是,启动子的强度和启动子的结构特征基本一致。应用最强启动子Pgap A在重组大肠杆菌DH5αΔpck中分别表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因和丙酮酸激酶基因,它们的酶活性分别提高了0. 32和1. 57倍,柠檬酸产量也提高了124. 7%和75. 5%。这些不同强度的启动子为大肠杆菌的合成生物学研究和细胞工厂设计奠定了一定的基础。

摘要：先进的合成生物学技术与传统的分子遗传学技术的结合更有助于实现酵母底盘细胞的快速改造和优化。酵母合成生物学研究最早开始于常规酵母——酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),近些年来又迅速扩展至一些非常规酵母,包括巴斯德毕赤酵母(Pichiapastoris)、解脂耶氏酵母(Yarrowialipolytica)、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)和多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha)等。借助合成生物学技术与工具,目前科学家们已经成功开发出了能够高效生产生物材料、生物燃料、生物基化学品、蛋白质制剂、食品添加剂和药物等工业产品的重组非常规酵母工程菌株。本文系统总结了合成生物学工具(主要是基因组编辑工具)、合成生物学组件(主要是启动子和终止子)和相关分子遗传学方法在上述非常规酵母系统(底盘细胞)中的最新研究进展和应用情况,并讨论了其他合成生物学技术在这些非常规酵母表达系统中的潜在适用性和应用前景。这为研究人员利用合成生物学方法在这一新型非模式微生物底盘细胞中设计和构建各种高附加值工业产品的异源合成模块并最终实现目标化合物的高效生物合成提供了科学的理论指导。

摘要：异麦芽酮糖是一种多功能的新型甜味剂,同时也是国际上公认安全的蔗糖替代品,在医药、食品等行业中具有广阔的应用前景。蔗糖异构酶(sucrose isomerase,SIase)是生物转化生产异麦芽酮糖最有效的生物酶制剂。作者简要论述了异麦芽酮糖的生理特性及其在生产中现存的问题,详细阐述了SIase的来源、三维结构、催化机制、高效酶分子理性改造及其异源高效表达等。随后介绍了细胞及酶固定化在异麦芽酮糖生产中的广泛应用,并展望了蔗糖异构酶在生产异麦芽酮糖中的应用。

摘要：对高产木聚糖酶黑曲霉mAn-1的液体发酵工艺进行优化,以提高其生产木聚糖酶的能力。采用单因素轮换试验分别优选出最适碳源种类和氮源种类,通过2水平正交试验设计对影响产酶的8个培养基组成成分进行效应评价,选择具有显著效应的2个因素,并确定出最适培养基组成:玉米芯粉25g/L,麸皮粉25g/L,NH4NO3 5g/L,KCl 0.5g/L,K2HPO4 1g/L,MgSO4.7H2O 0.5g/L,微量元素液10mL,吐温-80 10mL,CaCO3 20g;采用响应面中心组合设计试验对发酵条件进行优化,得出接种种龄、接种量和装液量的最佳值分别为49.3h、14.38mL、138mL。以优化后的工艺进行发酵,黑曲霉mAn-1的木聚糖酶活力可达8244U/mL。

摘要：以铁棍山药为原料,超声提取尿囊素。以尿囊素得率为考察指标,分别研究了乙醇浓度、超声功率、提取温度和超声时间对尿囊素提取得率的影响。通过单因素试验以及响应面设计优化了尿囊素提取条件,建立回归模型。结果表明:4个因素对尿囊素得率的影响顺序为超声功率>超声时间>乙醇浓度>提取温度;最优提取条件为乙醇浓度61%,超声功率为749 W,提取时间为60 min、提取温度为67℃。在此条件下,尿囊素得率为0.628%。

摘要：为了提高碱性果胶酶基因工程茵(pWB980-pel521/WB600)产酶能力,实验室在摇瓶条件下采用Plackett-Burman(P-B)方法筛选出对产酶有重要影响的3个因素(豆饼粉、磷酸盐以及氯化钠的添加量),并采用响应面试验设计(RSM)对重要因素进行优化。结果表明,摇瓶发酵培养基成分为:麸皮30.00 g/L(浸汁)、豆饼粉35.3345g/L、磷酸盐0.04552 mol/L、氯化钠4.2988g/L、氯化钙1.11g/L的条件下,碱性果胶酶基因工程菌产酶能力得到了显著提高,酶活力达到约760 U/mL,产酶能力比发酵优化前提高了3倍。

摘要：以铁棍山药为原料,采用响应面法优化超声提取山药皂苷的方法。以皂苷得率为考察指标,分别研究了乙醇浓度、超声功率、提取温度和提取时间对皂苷得率的影响。通过单因素试验以及响应面设计优化了皂苷的提取条件。结果表明,最优提取条件为乙醇浓度81%、超声功率为915 W、提取时间为84 min、提取温度为72℃,在此条件下,皂苷得率为0.0161%。

摘要：利用一株肺炎克雷伯氏菌发酵木糖生产2,3-丁二醇,运用单因素试验和四因素三水平L9(34)正交试验设计的方法,探讨发酵pH、温度、装液量和转速对2,3-丁二醇产量的影响。结果表明:在木糖浓度80 g/L、接种量6%(体积分数)、初始pH值6.0、转速120 r/min、装液量80 mL/250 mL、35℃的条件下发酵84 h,木糖利用率为90%,2,3-丁二醇的质量浓度为33.0 g/L,得率为0.46 g/g,达到理论值的92%。

摘要：根据NCBI上报道的基因序列设计引物,以长野芽孢杆菌(Bacillus naganoensis)ATCC53909的染色体DNA为模板,PCR扩增普鲁兰酶编码基因pulB。将此基因与表达载体pWB980连接构建重组质粒pWB-pulB,并转化枯草芽孢杆菌WB600。SDS-PAGE结果显示,在100 kD处有特异性条带,经测定重组转化子粗酶液酶活力达10.94 U/mL。酶学性质分析表明,其最适反应温度为60℃,最适反应pH为5.0,且在温度30-60℃及pH4.0-6.0范围内稳定,适合淀粉加工行业的应用。