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重組大腸桿菌生產(chǎn)磷脂酶D及轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)品開發(fā)
"磷脂酶 D （PLD）是一類具有水解作用和磷酰基轉(zhuǎn)移作用的酶, 在磷脂改性方面發(fā)揮著重要作用。它可以將大量磷脂酰膽堿(PC) 催化合成為自然界稀有的磷脂質(zhì)，如磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰絲氨酸(PS)和磷脂酰甘油(PG)等，合成的磷脂質(zhì)在醫(yī)藥和食品工業(yè)具有很大的應(yīng)用前景。但由于來源不足和價格高，PLD的工業(yè)應(yīng)用一直受到限制。本項目通過基因工程和微生物發(fā)酵技術(shù)，解決了PLD工業(yè)化應(yīng)用中難表達(dá)和表達(dá)量不足的難題，利用重組大腸桿菌發(fā)酵實現(xiàn)了PLD的高水平表達(dá)，其酶活為106 U?L-1，產(chǎn)量為748 mg?L-1，分別比目前報道的最高水平提高了100倍和20倍；同時，本項目還建立了一種簡單有效提取重組PLD的方法，可望大大降低PLD的生產(chǎn)成本。本技術(shù)先進，應(yīng)用前景看好，如按106 U?L-1的發(fā)酵水平生產(chǎn)，成本約100元人民幣/1000 U，目前市場售價在3000-6000元/1000 U，利潤空間很大。 "
廈門大學(xué)
2021-04-10
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一種α-半乳糖苷酶軟膠囊飼料添加劑
其他成果/n本發(fā)明屬于飼料添加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種α-半乳糖苷酶軟膠囊飼料添加劑及其制備方法。該方法包括以下步驟：1)向磷酸鹽緩沖溶液中加入α-Gal，然后加入β-CD，再經(jīng)過均質(zhì)后靜置反應(yīng)，至反應(yīng)終點，得到α-Gal—β-CD添加液；2)將B型明膠加入水中，充分溶脹后加入甘油、防腐劑和二氧化鈦，混合均勻進行膠化，得到膠料；3)灌裝。通過本發(fā)明得到的軟膠囊添加劑利用環(huán)糊精抑制劑對α-Gal的抑制作用，使動物飼料中的α-Gal酶活，經(jīng)歷一個先低后高的過程，從而使飼料中的α-Gal在更合適的消化時期發(fā)揮催化作用。
武漢輕工大學(xué)
2021-04-11
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生物酶法制備納米級功能性膳食纖維技術(shù)
本技術(shù)采用花生殼、小麥麩皮、大豆皮等農(nóng)副產(chǎn)物為原料制備 納米纖維素。首次采用生物酶結(jié)合超聲波技術(shù)以農(nóng)副產(chǎn)品為原材料制備納米級 膳食纖維，克服了目前酸法制備納米級膳食纖維污染重、周期長等缺點，建立 了一種高效、綠色、環(huán)保制備納米級膳食纖維的新方法；首次開發(fā)出納米級膳 食纖維及高纖維食品：包括面制品、淀粉制品、肉制品及功能性飲料制品等， 拓展了納米級膳食纖維的應(yīng)用范圍。本項目所開發(fā)的納米級膳食纖維功能性食 品，兼具優(yōu)良口感與保健功效，具有良好的市場前景，對建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán) 境友好型社會具有重要的促進作用。 生產(chǎn)條件及經(jīng)濟效益預(yù)測：納米膳食纖維素的初步市場估價為 15 萬元/噸。 項目投產(chǎn)后，年加工量 2000 噸的農(nóng)副產(chǎn)物生產(chǎn)線，估算投資額為 8000 萬，可 產(chǎn)生經(jīng)濟效益 2.55 億元，實現(xiàn)利稅 1.2 萬元。年加工量 1000 噸的農(nóng)副產(chǎn)物生 產(chǎn)線，估算投資額為 4000 萬，可產(chǎn)生經(jīng)濟效益 1.275 億元，實現(xiàn)利稅 8400 萬 元；年加工量 500 噸的農(nóng)副產(chǎn)物生產(chǎn)線，估算投資額為 2000 萬，可產(chǎn)生經(jīng)濟效 益 6375 萬元，實現(xiàn)利稅 3200 萬元。
青島農(nóng)業(yè)大學(xué)
2021-04-11
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速生闊葉材制漿造紙過程酶催化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
我國是世界上第一造紙大國，紙和紙板產(chǎn)量已超過全球總產(chǎn)量的25%。但我國木材資源匱乏，充分利用速生闊葉材資源、采用高效清潔制漿造紙技術(shù)是從根本上解決我國造紙工業(yè)面臨的資源與環(huán)境問題的有效途徑。陳嘉川教授領(lǐng)銜的科研團隊在973計劃和國家科技支撐計劃等資助下，歷經(jīng)10余年，自主研究開發(fā)了酶促磨漿技術(shù)、酶促消潛技術(shù)、酶助漂白技術(shù)、酶精制紙漿技術(shù)等一系列制漿造紙酶催化綠色新技術(shù)，在降低磨漿能耗、消除有毒物污染、提升紙漿品質(zhì)、改善抄造性能和研發(fā)高檔紙基新材料等方面取得了突破，實現(xiàn)了國產(chǎn)木材資源的高效高值化利用。
先后在世界造紙十強企業(yè)山東晨鳴紙業(yè)集團和國內(nèi)龍頭企業(yè)山東太陽紙業(yè)股份有限公司等20余家骨干企業(yè)推廣應(yīng)用，用生物酶催化技術(shù)生產(chǎn)出了優(yōu)質(zhì)木漿，并用于高級紙基材料的生產(chǎn)，實現(xiàn)了速生闊葉材的高效高值化利用，并產(chǎn)生了重大的經(jīng)濟效益和社會效益。過2012-2014三年時間累計實現(xiàn)新增銷售額130.1億元，利潤25.6億元。
齊魯工業(yè)大學(xué)
2021-04-22
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茶樹咖啡堿合成酶基因啟動子TCSP及其應(yīng)用
本發(fā)明提供茶樹咖啡堿合成酶基因啟動子TCSP及其在制備轉(zhuǎn)基因植物中的應(yīng)用.本發(fā)明以茶樹DNA為模板,用GenomeWalking方法克隆得到茶樹TCS基因啟動子序列,然后利用Gateway技術(shù)構(gòu)建重組植物表達(dá)載體pKGWFS7TCSP,采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的煙草遺傳轉(zhuǎn)化,以表達(dá)GUS基因的方式進行啟動子活性功能驗證.本發(fā)明首次從茶樹中克隆出特異性咖啡堿合成酶基因啟動子TCSP,并驗證了其活性,對于揭示茶樹咖啡堿合成的機理,生物調(diào)控茶樹咖啡堿的含量具有重要意義.
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
2021-04-29
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一種抑制蘋果汁酶促褐變的加工方法
已有樣品/n一種抑制蘋果汁酶促褐變的加工方法。 成果簡介：本成果克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超聲波協(xié)同護色劑抑制蘋果汁酶促褐變的方法。本成果篩選出抑制酶促褐變的重要技術(shù)參數(shù)，對蘋果汁加工過程進行優(yōu)化，以期為蘋果汁的褐變抑制提供新的方法。附帶地，本成果利用圓二色譜、熒光光譜、粒徑分析、電泳分析等分析技術(shù)對蘋果汁中引起褐變的關(guān)鍵酶——多酚氧化酶進行結(jié)構(gòu)鑒定，并且對經(jīng)過超聲波協(xié)同護色劑處理后，多酚氧化酶的催化能力及結(jié)構(gòu)變化進行研究，為蘋果汁加工中因酶促褐變引起色澤劣變，以及酶促褐變的抑制機理提供一定的理
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
2021-01-12
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關(guān)于蛋白質(zhì)訂書機酶實現(xiàn)高效多肽-多肽偶聯(lián)反應(yīng)
高效的 多肽 - 多肽偶聯(lián)反應(yīng)對于 制備蛋白 - 藥物綴合物、調(diào)控蛋白質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、生物成像 、化學(xué)生物學(xué) 等 領(lǐng)域 具有重要的意義 ，并因其可基因編碼的特性 而 備受關(guān)注 。目前， 研究 報道 此類連接方法 并不太多 見 ，其中 分選酶（ sortase ） 或 蝶豆粘酶 -1 （ butelase 1 ） 介導(dǎo)的偶聯(lián)反應(yīng)具有較好的底物 序列特異性 ， 內(nèi)含肽 （ intein ） 介導(dǎo)的蛋白質(zhì)連接方法 可實現(xiàn) 可基因編碼的高效主鏈連接， 而 轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶 （ transglutaminase ） 則 可以 介導(dǎo) 非特異性的 側(cè)鏈異肽鍵 偶聯(lián) 。近年來 ， 多肽 - 蛋白質(zhì)反應(yīng)對 的 蓬勃發(fā)展 為此類工具 的 發(fā)展 提供了新的契機 。 已 有 諜連接酶（ SpyLigase ）和探連接酶（ SnoopLigase ） 介導(dǎo) 的多肽 - 多肽偶聯(lián)體系 見諸報道 ，但其效率仍 有 待提高， 而 其 細(xì) 胞內(nèi)的應(yīng)用前景仍有待探索。 最近 ， 張文彬課題組發(fā)展了 獨特的具有無序結(jié)構(gòu)的 諜訂書機 酶 （ SpyStapler ），可實現(xiàn) 諜標(biāo)簽 （ SpyTag ）和北大 標(biāo)簽 （ BDTag ）在 細(xì) 胞內(nèi)和 細(xì) 胞外的高效偶聯(lián) （圖 1 ） 。
北京大學(xué)
2021-04-11
一種具有增強的抑菌效果的噬菌體裂解酶
本發(fā)明將裂解酶Bp7e氨基酸的第99位亮氨酸和102位蛋氨酸分別進行突變?yōu)楸彼岷凸劝彼幔?jīng)原核表達(dá)技術(shù)得到了突變體蛋白并經(jīng)Western-blot對其進行了鑒定，命名為Bp7c突變體蛋白。對Bp7e和Bp7e突變體蛋白進行了純化及濃度測定，通過體外裂解實驗及裂解譜檢測得知，純化的Bp7e和Bp7e突變體兩種蛋白具有廣譜的抑菌作用，對溶壁微球菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌和多種血清型大腸桿菌均有裂解效果，且Bp7e突變體裂解效果整體優(yōu)于天然裂解酶Bp7e。
青島農(nóng)業(yè)大學(xué)
2021-04-13
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自然界中首例 [6+4] 環(huán)加成反應(yīng)的酶
鑒定首個高階環(huán)加成酶，拓展了環(huán)加成酶的認(rèn)知
一、項目分類
重大科學(xué)前沿創(chuàng)新
二、成果簡介
南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院梁勇教授，生命科學(xué)學(xué)院譚仁祥教授和戈惠明教授的科研團隊，發(fā)現(xiàn)了抗幽門螺旋桿菌的潛在藥物-漢城霉素并對其生物合成途徑進行深入研究。通過多菌株基因組序列比對，對漢城霉素類生物合成基因簇進行了鑒定，利用微生物學(xué)，分子生物學(xué)、底物化學(xué)衍生化、體外酶促反應(yīng)等手段從該基因簇中鑒定出一個新穎、可催化高階環(huán)加成反應(yīng)的酶。團隊基于蛋白質(zhì)晶體數(shù)據(jù)，量子化學(xué)計算和蛋白質(zhì)定點突變技術(shù)，對該酶促動力學(xué)過程進行了深入解析，最終確定該酶通過“雙過渡態(tài)”來同時催化產(chǎn)生6+4和4+2環(huán)加成產(chǎn)物。該特殊高階環(huán)加成酶的發(fā)現(xiàn)，解答了“自然界中是否存在酶催化的高階環(huán)加成反應(yīng)”，這一持續(xù)五十余年的謎題。這類酶的發(fā)現(xiàn)將進一步拓展人們對周環(huán)反應(yīng)酶的認(rèn)識，啟發(fā)科學(xué)家們將來利用和改造周環(huán)反應(yīng)酶來實現(xiàn)有價值的分子轉(zhuǎn)化。
成果于2019年4月以Letter形式發(fā)表于Nature。F1000評述該研究“鑒定首個高階環(huán)加成酶，拓展了環(huán)加成酶的認(rèn)知”，諾貝獎得主霍夫曼評述“這是在酶促反應(yīng)中直接觀察到的[6+4]環(huán)加成產(chǎn)物的首個例子……，該研究對酶促高階環(huán)加成研究具有深遠(yuǎn)影響”。
南京大學(xué)
2022-08-12
重組大腸桿菌生產(chǎn)磷脂酶D及轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)品開發(fā)
磷脂酶D（PLD,EC 3.1.4.4）是一類廣泛存在于各種生物體的酶，具有水解作用和磷酰基轉(zhuǎn)移作用（見圖1）。作為一種酶制劑，PLD的轉(zhuǎn)磷脂酰活性尤為重要，被用于制備具有生物活性的稀有磷脂。其中，以大豆磷脂酰膽堿（PC）為底物，PLD酶法制備磷脂酰絲氨酸（PS），受到廣泛關(guān)注。PS作為腦健康營養(yǎng)補充劑，相繼被美國FDA、日本HBM和中國國家衛(wèi)生計生委所認(rèn)證，列為新資源食品。相較于提取自牛腦和植物的PS，生物酶法制備的PS，避免了食品安全和植物源含量低的問題。進一步，一些新的結(jié)構(gòu)和功能磷脂，通過PLD轉(zhuǎn)磷脂酰反應(yīng)被合成出來，例如，磷脂酰鯊肝醇、磷脂酰葡萄糖、心磷脂類似物、磷脂酰酪醇、磷脂酰萜烯和磷脂酰絲氨醇，它們中一些具有抗癌和抗氧化活性。
直到現(xiàn)在，受限于磷脂酶D來源不足和價格高（鏈霉菌屬PLD，≥150 units/mg，6516.9¥/1000 U，Sigma公司），其工業(yè)上的廣泛應(yīng)用受到限制。例如，文獻(xiàn)報道的PLD最高產(chǎn)量在104-105U·L-1，而制備轉(zhuǎn)化得到每公斤PS，需要2.6×106U的PLD。這一障礙的主要原因是高水平表達(dá)的PLD對宿主的嚴(yán)重細(xì)胞毒性，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
歷經(jīng)5年時間，從上游到下游整體設(shè)計，我們解決了毒性蛋白（磷脂酶D，PLD）異源表達(dá)難的問題（質(zhì)粒不穩(wěn)定、蛋白合成時間短、細(xì)胞生長抑制和裂解），PLD生產(chǎn)達(dá)到目前世界最高水平106U·L-1(748 mg·L-1)（提高20倍）；同時發(fā)展一種簡單有效提取重組磷脂酶D的方法（無需破碎、無需添加溶菌酶和有機溶劑、室溫進行），PLD生產(chǎn)成本有望降低20倍以上。按照實驗室規(guī)模的一臺5 L發(fā)酵罐，年產(chǎn)量可以提供3.5×108U的磷脂酶D，滿足100 kg的PS轉(zhuǎn)化需求計算（不計算PLD重復(fù)利用率），擴大反應(yīng)器體積至100-1000 L，PLD產(chǎn)量可滿足制備2-20噸PS的需求。
廈門大學(xué)
2021-01-12