摘要：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,具有升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。

摘要：己二酸作为生产尼龙、化纤和工程塑料等聚合物的单体,在食品、医药、塑料和化工行业具有广泛的应用。目前,己二酸的生物合成主要利用可食用原料,碳原子损失较多,造成己二酸产率较低。为解决上述问题,设计和重构以脂肪酸为原料的己二酸合成新路径,提高己二酸的理论得率;其次,强化本源的β-氧化路径和引入异源的ω-氧化路径;增强细胞对脂肪酸的利用能力;再次,借助系统代谢工程策略,进一步优化己二酸合成路径。最后,经发酵条件优化,最优工程菌Escherichia coli AA0304能够产生1.32 g/L己二酸。上述研究结果为利用废弃脂肪酸类化合物生产高价值化学品奠定了良好的基础。

摘要：L-阿拉伯糖异构酶(L-arabinose isomerase,L-AI)是D-半乳糖异构化生成D-塔格糖的关键酶。为提高L-阿拉伯糖异构酶对D-半乳糖的活性及在生物转化中的转化率,本研究对发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)CGMCC2921来源的L-阿拉伯糖异构酶进行重组表达和生物转化应用,并对其底物结合口袋进行理性设计以提高酶对D-半乳糖亲和力和催化活性。结果显示,突变体F279I对D-半乳糖的转化率提高至野生型酶的1.4倍,进一步叠加获得的双突变体M185A/F279I的Km和kcat分别为530.8mmol/L与19.9s-1,底物亲和力显著提高,催化效率提高至野生型酶的8.2倍。以400 g/L乳糖为底物时,突变酶M185A/F279I转化率高达22.8%。本研究在乳糖高值化生产塔格糖方面具有重要的应用价值。