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：目的采用切刻内切酶介导恒温扩增技术(nicking enzyme mediated isothermal amplification,NEMA)扩增蜡样芽孢杆菌质粒,考察缓冲体系、温度、离子浓度等条件对扩增效率的影响。方法通过独特的引物设计,采用NEMA技术扩增蜡样芽孢杆菌质粒,通过系列实验优化了缓冲体系、温度和离子浓度等条件,采用琼脂糖凝胶电泳观察扩增结果。结果通过设计不同长度片段的扩增产物,证明采用NEMA技术进行恒温扩增引物设计的正确性。扩增反应中,缓冲体系的组成、扩增温度、体系镁离子及二甲基亚砜(DMSO)的浓度会影响切刻内切酶恒温扩增效率,而海藻糖添加与否在本实验中与扩增效率无关。在最优条件下,NEMA恒温扩增方法对于蜡样芽孢杆菌质粒的灵敏度达到1.7 pmol/L。结论 NEMA可以用来进行较长片段的扩增,有望成为一种常规的恒温扩增技术,应用到战时或者应急条件下的快速核酸诊断中。

摘要：【目的】对枯草芽孢杆菌MB8合成铁载体的条件及铁载体结构进行了研究。【方法】通过正交实验设计分析了铁载体合成的条件,采用质谱分析等技术对铁载体的结构进行分析。【结果】当甘油浓度为4%(mL/L),精氨酸浓度为1.5g/L,接种量为7%时,铁载体产量达到最大(SU=92.58%)。培养基中游离Fe^3+浓度的增加,铁载体产量逐渐下降;当Al^3+浓度为100μmol/L时,能够显著提高铁载体的合成。菌株MB8分泌的铁载体能够促进不溶性针铁矿的溶解,溶解速率比对照提高了6倍。最后,采用质谱分析等技术对菌株MB8分泌的铁载体结构进行了分析,结果显示MB8合成的铁载体与已知铁载体Bacillibactin结构相似。【结论】枯草芽孢杆菌MB8分泌的铁载体具有良好的抑菌作用、清除DPPH自由基的抗氧化能力和加速不溶性针铁矿溶解的能力。枯草芽孢杆菌MB8在多种领域可能具有较好的应用前景。

摘要：以桂圆肉为主要原料,经过软化、打浆,得到果浆;在单一酶酶解基础上通过正交设计优化复合酶的影响因素,获取最佳果胶复合酶组成:果胶裂解酶(酶活力为1万U/mL)0.15 g/L,纤维素酶(酶活力为1万U/g)0.20 g/L,果胶酶(酶活力为3万U/g)0.15 g/L,可溶性固形物得率可达85.8%;复配、真空喷雾干燥后,速溶桂圆粉得率50.2%,溶解度达到98%。

摘要：[目的]以毕赤酵母（Pichia pastoris）X33为宿主菌高效表达黑曲霉（Aspergillus niger）糖化酶,为进一步扩大糖化酶在工业上的应用奠定基础。[方法]利用RT-PCR技术,提取黑曲霉总RNA进行反转录,以得到的cDNA为模板,根据NCBI数据库中***513.88糖化酶的cDNA序列（glaA）设计引物,通过PCR扩增得到去除天然信号肽的糖化酶成熟肽编码基因glaAm,并将其克隆到pUC19载体中,序列分析表明,glaAm的开放阅读框由1 879个核苷酸组成,编码625个氨基酸。以此片段构建了pFLDα-glaAm重组表达载体,经NsiI线性化后,电击转化毕赤酵母X-33。摇瓶培养中通过添加终浓度为0.5%的甲醇诱导糖化酶的分泌。[结果]SDS-PAGE和Starch-PAGE显示,糖化酶得到正确的分泌表达,且具有较高的生物活性,发酵上清液中酶活最高达到380.78 U/ml（发酵液）。重组糖化酶的最适反应温度和最适pH分别为6065℃和4.0,在pH2.55.5范围内均保持90%以上的酶活力。该酶具有较高的热稳定性,pH4.0条件下,该酶在50℃下稳定;60℃处理60 min,仍能保持90%以上的酶活力;65℃下的半衰期约为44 min。[结论]黑曲霉糖化酶基因在毕赤酵母X33中得到了异源高效表达。

摘要：以生物高分子材料聚谷氨酸为絮凝剂,去除马铃薯淀粉生产废水中的蛋白质。采用Box-Behnken试验设计方法,优化聚谷氨酸回收马铃薯淀粉废水中蛋白质的工艺参数。结果表明,优化得到的絮凝条件为聚谷氨酸(纯度≥90%)添加量0.93 g/L,初始pH值3.23,絮凝温度40℃,絮凝时间40 min,此条件下马铃薯蛋白质去除率达68.43%。通过傅里叶红外光谱以及扫描电子显微镜对絮凝机理进行初步探究,结果表明,聚谷氨酸中的氨基、羧基分别与马铃薯蛋白的氨基、羧基形成了酰胺键;马铃薯蛋白质通过网捕卷扫机理进入聚谷氨酸形成的立体网状结构。对去除蛋白前后马铃薯淀粉废水的相关指标进行检测,结果表明,氨氮去除率为40.62%、总磷去除率为42.66%、化学需氧量去除率为34.80%。研究结果对实现废水的资源化利用有一定的意义。