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高效脂肪酶催化制備脂溶性維生素關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化

一種杜仲eu-Hmgr蛋白編碼序列，屬于基因工程領(lǐng)域。所分離出的DNA分子包括：編碼具有杜仲eu-Hmgr蛋白活性的多肽的核苷酸序列，所述的核苷酸序列與SEQ ID NO.3中從核苷酸第170-1952位的核苷酸序列有至少70％的同源性；或者所述的核苷酸序列能在40-55℃條件下與SEQ ID NO.3中從核苷酸第170-1952位的核苷酸序列雜交。本發(fā)明是一種3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A的還原酶，有助于提高杜仲中次生代謝產(chǎn)物或其前體的含量，次生代謝產(chǎn)物具有雙向調(diào)節(jié)人體血壓的作用，并可降低人體膽固醇含量，預(yù)防心腦血管硬化等功能。對(duì)于保護(hù)人民的健康生長(zhǎng)有所幫助。

本發(fā)明公開(kāi)了一種蝶蛹金小蜂毒液絲氨酸蛋白酶抑制劑Pp-PI多肽，其具有SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列。本發(fā)明還同時(shí)公開(kāi)了編碼上述蝶蛹金小蜂毒液絲氨酸蛋白酶抑制劑Pp-PI多肽的基因，其具有SEQ ID NO：1中第126-290位的核苷酸序列；或者與SEQ IDNO：1中從核苷酸第126-290位的核苷酸序列有至少70％的同源性；或者其核苷酸序列能在40-55℃條件下與SEQ ID NO：1中從核苷酸第126-290位的核苷酸序列雜交。上述蝶蛹金小蜂毒液絲氨酸蛋白酶抑制劑Pp-PI多肽能用于制備蝶蛹金小蜂毒液絲氨酸蛋白酶抑制劑，用于轉(zhuǎn)基因作物或改造植物共生菌。

1、成果來(lái)源、成果被評(píng)價(jià)及認(rèn)定（發(fā)明專利授權(quán)號(hào)）等情況 本項(xiàng)目來(lái)源于國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“大宗糧食綠色加工技術(shù)與 產(chǎn)品”中課題“玉米淀粉加工關(guān)鍵技術(shù)研究與示范（2012BAD34B07，479 萬(wàn)元， 研究起止時(shí)間：2012.01-2014.12）”和國(guó)家自然科學(xué)基金“酶法選擇性合成單一 類型環(huán)糊精的控制策略研究（31101228，25 萬(wàn)元，研究起止時(shí)間：2012.01- 2014.12）”，屬于農(nóng)產(chǎn)品深加工科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。本項(xiàng)目累計(jì)申請(qǐng)發(fā)明專利 7 項(xiàng)（1 項(xiàng)獲授權(quán)），發(fā)表論文 11 篇（8 篇被 SCI 收錄），于 2015 年 7 月通過(guò)中國(guó)糧油學(xué) 會(huì)鑒定，獲國(guó)際先進(jìn)評(píng)價(jià)。 2、主要技術(shù)內(nèi)容、作用、對(duì)行業(yè)的意義，獲獎(jiǎng)情況 CGT 酶生產(chǎn)環(huán)糊精最不利的條件之一是產(chǎn)物特異性差，給產(chǎn)物的分離純化 帶來(lái)很大不便。同時(shí)，CGT 酶存在的另一大缺陷是其熱穩(wěn)定性較差，由于在環(huán)糊 精工業(yè)化生產(chǎn)中，底物淀粉首先要經(jīng)過(guò)高溫糊化、液化處理，然后降溫至適當(dāng)溫 度進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，若 CGT 酶能夠適應(yīng)更高的反應(yīng)溫度，勢(shì)必有助于提高反應(yīng)效率， 因此，有必要改善 CGT 酶的熱穩(wěn)定性，提高其催化效率，進(jìn)而有效降低環(huán)糊精生20 產(chǎn)成本。本項(xiàng)目主要是通過(guò)改善 CGT 酶產(chǎn)物特異性和熱穩(wěn)定性，提高該酶的使用 性能，將其應(yīng)用于環(huán)糊精的工業(yè)化生產(chǎn)中，能顯著降低環(huán)糊精的生產(chǎn)成本，促進(jìn) 環(huán)糊精在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。因此，隨著環(huán)糊精在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域中的應(yīng)用 越來(lái)越廣闊，開(kāi)發(fā)改善 CGT 酶使用性能的關(guān)鍵技術(shù)顯得尤為重要，具有很好的推 廣應(yīng)用前景。 3、成果的技術(shù)指標(biāo)、創(chuàng)新性與先進(jìn)性 本項(xiàng)目在長(zhǎng)期從事淀粉生物轉(zhuǎn)化研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)環(huán)糊精工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程 中 CGT 酶的產(chǎn)物特異性和熱穩(wěn)定性較差問(wèn)題，通過(guò)深入研究和不懈努力，逐步改 善了 CGT 酶的產(chǎn)物特異性和熱穩(wěn)定性，突破了關(guān)鍵技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了具有理想產(chǎn)物 特異性和熱穩(wěn)定性的β-CGT 酶突變體在酶法生產(chǎn)β-環(huán)糊精中的應(yīng)用。該酶使用 性能改善易操作，具有很好的應(yīng)用價(jià)值，技術(shù)位于國(guó)際領(lǐng)先水平。與國(guó)內(nèi)外同類 技術(shù)相比，具有以下創(chuàng)新： ①針對(duì) CGT 酶產(chǎn)物特異性較差的問(wèn)題，確定了 CGT 酶的產(chǎn)物特異性與其一級(jí) 結(jié)構(gòu)的相關(guān)性，獲得構(gòu)建具有理想產(chǎn)物特異性的 CGT 酶突變體的簡(jiǎn)單可行方法， 為從本質(zhì)上改善 CGT 酶的產(chǎn)物特異性提供理論基礎(chǔ)； ②針對(duì) CGT 酶熱穩(wěn)定性較差的問(wèn)題，采用定點(diǎn)突變技術(shù)闡明了重要氨基酸殘 基對(duì) CGT 酶熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的規(guī)律，獲得了構(gòu)建具有理想熱穩(wěn)定性的 CGT 酶突 變體的簡(jiǎn)單可行方法，為從根本上改善 CGT 酶的熱穩(wěn)定性打下了基礎(chǔ)； ③ CGT 酶使用性能的改善方法簡(jiǎn)單易行，所得到具有理想產(chǎn)物特異性和熱 穩(wěn)定性的酶突變體可直接應(yīng)用于β-環(huán)糊精的工業(yè)化生產(chǎn)，能提高β-環(huán)糊精的得 率，降低β-環(huán)糊精的生產(chǎn)成本。 

隨著首個(gè)RNA修飾N6-甲基腺嘌呤（m6A）的去修飾酶FTO的發(fā)現(xiàn)，RNA表觀遺傳學(xué)/表觀轉(zhuǎn)錄組學(xué)開(kāi)始興起并成為表觀遺傳學(xué)新的研究熱點(diǎn)。m6A作為首個(gè)被發(fā)現(xiàn)的可逆RNA修飾，廣泛存在于mRNA，依賴修飾酶、去修飾酶和結(jié)合蛋白發(fā)揮調(diào)控功能。已發(fā)現(xiàn)m6A具有調(diào)控mRNA剪接、出核、穩(wěn)定性和蛋白翻譯等功能，可以參與發(fā)育、配子發(fā)生、細(xì)胞重編程、生物節(jié)律、疾病等多種生理和病理過(guò)程的功能調(diào)控。為了更好地研究m6A生物功能和臨床病理研究，開(kāi)發(fā)m6A高通量測(cè)序技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)。 現(xiàn)有m6A測(cè)序技術(shù)主要依賴于m6A抗體富集技術(shù)，包括低分辨率的m6A-seq/MeRIP-seq和聯(lián)用iCLIP或PAR-CLIP技術(shù)的高分辨率m6A測(cè)序技術(shù)miCLIP 或PA-m6A-seq?？贵w存在對(duì)特定RNA序列或結(jié)構(gòu)的潛在非特異性結(jié)合，為了解決抗體方法的種種問(wèn)題，研究者們做出了各種嘗試，近期開(kāi)發(fā)了兩類無(wú)需抗體的m6A測(cè)序技術(shù)，一類為利用對(duì)特定甲基化序列（m6ACA）敏感的RNA核酸內(nèi)切酶MazF輔助的測(cè)序方法（m6A-REF-seq or MAZTER-seq），此類方法只能檢測(cè)16~25%的m6A位點(diǎn)；另一種是在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)融合m6A-binding domain（YTH）與胞嘧啶脫氨酶（APOBEC1）的融合蛋白實(shí)現(xiàn)的m6A測(cè)序（DART-seq），但該方法依賴于細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率且受限于體外樣品的使用。 賈桂芳課題組一直致力于開(kāi)發(fā)和利用核酸化學(xué)生物學(xué)技術(shù)研究RNA化學(xué)修飾在動(dòng)植物中的生物功能研究。在本課題中，賈桂芳課題組巧妙地利用m6A的去甲基酶FTO蛋白作為催化劑，將mRNA上化學(xué)惰性的m6A轉(zhuǎn)化為高反應(yīng)活性的中間態(tài)產(chǎn)物N6-羥甲基腺嘌呤（hm6A），然后利用二硫蘇糖醇（DTT）的巰基與hm6A發(fā)生亞胺1,2加成反應(yīng)，將不穩(wěn)定的hm6A轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的巰基加成產(chǎn)物dm6A。dm6A上的自由巰基可以與甲烷硫代磺酸（methanethiosulfonate，MTSEA）快速反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)在mRNA上m6A的位置標(biāo)記生物素Biotin，最終可被鏈霉親和素珠捕獲，從而富集含有m6A修飾的RNA片段供后續(xù)高通量測(cè)序使用。

蛋白酶體是細(xì)胞用來(lái)調(diào)控特定蛋白質(zhì)的濃度和清除錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)的主要機(jī)制，是細(xì)胞中最普遍的不可或缺的大型 蛋白復(fù)合機(jī)器之一，也是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大的蛋白降解機(jī)器。 蛋白酶體全酶是由蓋子 (Lid)和基座(Base)亞復(fù) 合體組成的調(diào)控顆粒RP(Regulatory Particle)所激活?；鶃啅?fù)合體在組裝過(guò)程中最重要的一個(gè)步驟是異質(zhì)六 聚AAA-ATPase環(huán)的組裝。這個(gè)過(guò)程至少需要被PAAF1, p28/gankyrin, p27/PSMD9和S5b這四種調(diào)控顆粒(RP)組 裝伴侶蛋白分子所引導(dǎo)。天然的自由態(tài)19S調(diào)控復(fù)合體的構(gòu)象存在大量的亞穩(wěn)定態(tài)，并表現(xiàn)出大幅度的局部構(gòu)象漲 落，使冷凍電子顯微鏡技術(shù)成為解析其結(jié)構(gòu)的唯一手段。利用 冷凍電鏡解析人源蛋白酶體全酶的基礎(chǔ)上（見(jiàn)PNAS 2016, 113: 12991-12996），利用他們自主開(kāi)發(fā)的基于統(tǒng)計(jì) 流行算法的高性能計(jì)算軟件ROME（見(jiàn)PLoS ONE 2017, 12:e0182130）與優(yōu)化的冷凍電鏡處理方法對(duì)p28-RP復(fù)合 體細(xì)微動(dòng)態(tài)構(gòu)象進(jìn)行深度分類，共解析出了1個(gè)4.5-? p28綁定的調(diào)控顆粒（RP）非AAA的亞復(fù)合體，3個(gè)近7-? p28 綁定的完整RP結(jié)構(gòu)，1個(gè)亞納米精度下的非p28綁定的完整RP結(jié)構(gòu)以及7個(gè)亞納米精度下的由Rpn1-p28-AAA組成的p28 綁定RP的亞復(fù)合體的動(dòng)態(tài)構(gòu)象。觀察到自由態(tài)RP調(diào)控顆粒中p28-綁定的AAA環(huán)并沒(méi)有組成的閉 環(huán)孔狀通道，而是自發(fā)地在Rpt2-Rpt6和Rpt3-Rpt4界面上形成多個(gè)由“開(kāi)”到“關(guān)”的拓?fù)渥儤?gòu)。

本項(xiàng)目涉及一種新型的超級(jí)糖胺聚糖裂解酶 HCLase. 通過(guò)對(duì)提取的外周血基因組 DNA 與目的基因 GSTM3 啟動(dòng)子的甲基化特異 性引物對(duì)和探針、內(nèi)參基因 ALU-C4 的特異性引物對(duì)和 Taqman 熒光探針序列， 對(duì)處理過(guò)的 DNA 進(jìn)行實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈?zhǔn)剑≒CR）反應(yīng),用甲基化特異性 PCR 205 的方法檢測(cè)目的基因 GSTM3 和內(nèi)參基因 ALU-C4 的閾值循環(huán)值，并計(jì)算出基 因 GSTM3 甲基化定量值。有助于評(píng)估病情、判斷預(yù)后及指導(dǎo)治療。

研發(fā)階段/n本成果合成了人工免疫原和包被原，制備出高效價(jià)的特異性抗體，建立了肌肉(豬、雞、魚(yú))、肝臟(豬、雞)、腎臟(豬)中AOZ殘留檢測(cè)的ELISA方法，并與建立的多殘留檢測(cè)HPLC方法進(jìn)行了對(duì)比。該方法的檢測(cè)限、回收率、變異系數(shù)均達(dá)到我國(guó)獸藥殘留快速檢測(cè)的要求。以上述方法為基礎(chǔ)，在國(guó)內(nèi)首次研制出動(dòng)物樣品中AOZ殘留檢測(cè)ELISA試劑盒。通過(guò)與國(guó)外同類試劑盒、HPLC法的比對(duì)和動(dòng)物殘留試驗(yàn)證明，該試劑盒的靈敏度、準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性與國(guó)外試劑盒水平相當(dāng)。經(jīng)多家檢測(cè)機(jī)構(gòu)和研究單位的復(fù)核和應(yīng)用表明，該試劑盒

研發(fā)階段/n本發(fā)明公開(kāi)了一種從高效表達(dá)的基因工程菌中提取重組黃曲霉尿酸氧化酶的方法。該菌是攜帶重組質(zhì)粒的大腸桿菌Rosetta(DE3)，該重組質(zhì)粒是含黃曲霉尿酸氧化酶uricase基因的質(zhì)粒pET-30c(+)。用該菌生產(chǎn)黃曲霉尿酸氧化酶的方法包括四個(gè)步驟：A、工程菌發(fā)酵，累積胞內(nèi)尿酸氧化酶；B、超聲波破胞，離心收集上清液（含可溶性尿酸氧化酶）；C、依次進(jìn)行離子交換層析、疏水層析及凝膠過(guò)濾層析，收集活性峰；D、將活性峰冷凍干燥，即得高純度的重組黃曲霉尿酸氧化酶。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)重組黃曲霉尿酸氧化

(R)-硫辛酸是一種能消除老化與致病的類似維他命的物質(zhì)，可以去除機(jī)體自由基，促進(jìn)機(jī) 體利用葡萄糖合成維生素C，能有效去除黑色素，還可協(xié)助輔酶進(jìn)行有利于機(jī)體免疫力的生理 代謝，是一種萬(wàn)能抗氧化劑藥物，廣泛應(yīng)用于預(yù)防和治療心臟病、糖尿病及老年癡呆癥。而近 年來(lái)歐美國(guó)家開(kāi)始將其應(yīng)用于食品、保健品及化妝品，應(yīng)用范圍的擴(kuò)展為其市場(chǎng)增長(zhǎng)提供了廣 闊的空間。目前 (R)-硫辛酸的生產(chǎn)主要是通過(guò)化學(xué)拆分法合成 (化學(xué)拆分法合成途徑) ，即先通 過(guò)化學(xué)法合成混旋硫辛酸，再利用苯乙胺作為拆分劑對(duì)其進(jìn)行拆分，得到的右旋硫辛酸苯乙胺 鹽，經(jīng)鹽酸脫鹽得到 (R)-硫辛酸粗品，精制后即可得到合格的 (R)-硫辛酸。但由于該法工藝復(fù) 雜，需要多次結(jié)晶，成本高、理論得率僅為50%。 本技術(shù)利用酶法不對(duì)稱還原8-氯-6-羰基辛酸乙酯制備 (S)-8-氯-6-羥基辛酸乙酯，再結(jié)合化 學(xué)法合成 (R)-硫辛酸的工藝路線 (化學(xué)-酶法合成途徑) ，可使 (R)-硫辛酸的合成步驟由化學(xué)-拆 分法的9步縮減到化學(xué)-酶法的6步、產(chǎn)品收率提高40%、生產(chǎn)成本降低20%，而且也顯著地減少 了原料消耗和廢物排放，是典型的環(huán)境友好的綠色合成工藝。合成的最終產(chǎn)品 (R)-硫辛酸的光 學(xué)純度在99%以上，其產(chǎn)業(yè)化更具有經(jīng)濟(jì)效益、更符合綠色技術(shù)的要求