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異亮氨酸工業(yè)生產(chǎn)菌代謝工程系統(tǒng)改造
本項目首先借助比較蛋白組學(xué)研究技術(shù)，從細(xì)胞內(nèi)異亮氨酸合成及轉(zhuǎn)運(yùn)的整體網(wǎng)絡(luò)入手，揭示其中影響氨基酸胞外積累的若干關(guān)鍵蛋白質(zhì)，研究氨基酸合成及轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝調(diào)控、底物利用、細(xì)胞通透等相關(guān)蛋白質(zhì)的作用機(jī)制。然后采用系統(tǒng)生物學(xué)和代謝工程研究手段，利用啟動子改造、基因共表達(dá)、酶定向進(jìn)化等技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)改造，以顯著提高乳糖發(fā)酵短桿菌支鏈氨基酸生產(chǎn)水平。比較蛋白組學(xué)分析將為支鏈氨基酸高產(chǎn)機(jī)理研究奠定堅實理論基礎(chǔ)，乳糖發(fā)酵短桿菌代謝工程系統(tǒng)改造為工業(yè)化應(yīng)用提供有力技術(shù)支撐。
關(guān)鍵技術(shù)
L-異亮氨酸是人體 8 種必需氨基酸之一，因其具特殊的結(jié)構(gòu)和功能，其用量逐年增長，目前國際上日本生產(chǎn) L-異亮氨酸且占壟斷地位，廠家有味之素、協(xié)和發(fā)酵和田邊制藥三家，均已發(fā)酵法生產(chǎn)，產(chǎn)率達(dá) 30-35 g/L，提取率 60-70%，我國的異亮氨酸研究起步晚，目前分批發(fā)酵大罐產(chǎn)酸率為 20-22g/L，總得率為 40- 50%，與日本相比較，我國的 L-異亮氨酸生產(chǎn)水平還很低下，主要是由于生產(chǎn)菌株絕大多數(shù)通過誘變選育獲得，少數(shù)菌株利用基因工程手段改造，但僅局限于少數(shù)合成酶基因，這嚴(yán)重制約了支鏈氨基酸產(chǎn)率的進(jìn)一步提高。本成果克服了行業(yè)內(nèi)的菌株瓶頸，并優(yōu)化獲得了工業(yè)發(fā)酵工藝。
江南大學(xué)
2021-04-11
γ-氨基丁酸工業(yè)生產(chǎn)菌代謝工程系統(tǒng)改造
本項目分別從乳酸菌和大腸桿菌出發(fā)，通過基因工程和代謝工程改造菌株，并優(yōu)化菌株發(fā)酵條件和發(fā)酵策略，提高了生物合成 GABA 的產(chǎn)量和生產(chǎn)效率, 1 L以玉米芯水解液為碳源的培養(yǎng)基中的培養(yǎng)的 L. buchneri WPZ001 細(xì)胞通過靜置發(fā)酵和靜息細(xì)胞轉(zhuǎn)化累計可得到 GABA 117 g。主要創(chuàng)新點結(jié)論如下：發(fā)現(xiàn) L. buchneri WPZ001 可利用木糖或玉米芯水解液為碳源生長并通過靜置發(fā)酵高產(chǎn) GABA；發(fā)現(xiàn) E. coli BL21(DE3)/pET20b-torA-gadB 在信號肽 TorA 引導(dǎo)下可有效分泌表達(dá) GadB 并可用于高效生產(chǎn) GABA；發(fā)現(xiàn)在大腸桿菌中表達(dá) Weimberg 途徑可將木糖合成 GABA 的精簡為 7 步反應(yīng)；E. coli JWZ08/pWZt7-g3/pWZt7-xyl 以木糖直接合成 GABA 產(chǎn)量是此前葡萄糖直接合成 GABA 的報道的 3 倍。
江南大學(xué)
2021-04-11
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基于 4- 羥基苯乙酸-3- 羥化酶突變體的基因工程大腸桿菌發(fā) 酵生產(chǎn)左旋多巴
帕金森病是一種是老年人群中常見的慢性、進(jìn)行性、運(yùn)動障礙性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。帕金森病主要是由于大腦中缺乏多巴胺引起的．左旋多巴(Levodopa，L-dopa)為目前治療帕金森病的主要藥物．多巴胺不能夠通過血腦屏障到達(dá)大腦治療帕金森病，而 L-dopa 能夠通過血腦屏障，到達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并在體內(nèi)脫羧酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)槎喟桶罚瑥亩委熍两鹕。Ｒ姷闹委熍两鹕〉乃幬锒酁?L-dopa 及其與其他藥物的復(fù)合物，如美多芭、息寧等。在全球 500 強(qiáng)暢銷藥物市場中，抗帕金森治療市場超過 20 億美元。來源于大腸桿菌的 4-羥基苯乙酸-3-羥化酶（ p-hydroxyphenylacetate3-hydroxylase ，PHAH) 具有較寬的底物范圍，可以將 L-酪氨酸轉(zhuǎn)化為 L-dopa，反應(yīng)單向進(jìn)行，產(chǎn)物均為 L 型，且該酶不會進(jìn)一步氧化 L-dopa。但由于 L-酪氨酸并不是 PHAH 的最適底物，該方法催化生成 L-dopa 反應(yīng)速率慢，到目前文獻(xiàn)報道的最高產(chǎn)率為 12.5g/L，并不能實際生產(chǎn)應(yīng)用。前期本實驗室通過對大腸桿菌芳香族氨基酸代謝途徑進(jìn)行改造，已獲得從葡萄糖發(fā)酵生成 L-酪氨酸高產(chǎn)大腸桿菌菌株，發(fā)酵水平僅次于美國麻省理工學(xué)院與美國杜邦合作文獻(xiàn)報道的 L-酪氨酸發(fā)酵水平.本課題對 4-羥基苯乙酸-3-羥化酶進(jìn)行突變改造，獲得了一催化反應(yīng)速度大幅提升的突變體。在 L-酪氨酸的代謝途徑的基礎(chǔ)上，含 4-羥基苯乙酸-3-羥化酶突變體的大腸桿菌培養(yǎng) 38 小時轉(zhuǎn)化生成左旋多巴產(chǎn)率即可達(dá) 50g/L 以上，且培養(yǎng)發(fā)酵簡單易行為世界上首個采用此法可實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的左旋多巴生產(chǎn)路線。目前左旋多巴市場價格約為50 萬/噸，此法生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于左旋多巴市場價格。
北京科技大學(xué)
2021-04-13
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甲氧芐啶與敵菌凈合成新工藝技術(shù)
甲氧芐啶作為經(jīng)典的抗菌劑在細(xì)菌增殖過程的二氫葉酸環(huán)節(jié)起到阻斷作用，廣泛應(yīng)用于 醫(yī)藥、畜牧業(yè)作為抗菌劑和抗菌增效劑。上市50年來，市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，已經(jīng)廣泛地與磺胺 藥、抗生素、抗瘧藥物、止瀉藥等配伍使用，用途不斷增多，有可能成為像阿司匹林一樣的百 年老藥。國際上幾十年來一直未能開發(fā)出較甲氧芐啶更好的細(xì)菌增殖二氫葉酸酶抑制劑。甲氧 芐啶在畜牧業(yè)上，由于較小產(chǎn)生抗原，是一個安全、廣譜的獸用藥。敵菌凈作為甲氧芐啶的同 類藥物，是畜牧業(yè)經(jīng)典的抗菌劑，國內(nèi)外有廣泛的市場。目前，甲氧芐啶在中國的產(chǎn)量約為 4500噸左右，售價高達(dá)15萬元/噸以上。 傳統(tǒng)上國內(nèi)生產(chǎn)甲氧芐啶與敵菌凈的工藝路線是“單甲醚-二甲醚”路線，這條路線主要 的缺點是對關(guān)鍵中間體3,4,5-三甲氧基苯甲醛、藜蘆醛的單耗較高。新工藝路線采用經(jīng)“苯胺 縮合物”的高效環(huán)合工藝，使得對關(guān)鍵中間體3,4,5-三甲氧基苯甲醛、藜蘆醛的單耗降低20%， 綜合成本較老工藝每噸降低2.4萬元以上。這條路線的優(yōu)點在于： 1. 各步反應(yīng)高效，轉(zhuǎn)化率幾近定量，分離收率達(dá)到90%以上。 2. 主要輔料二甲亞砜、苯胺均可回收套用，最大限度降低了成本。 3. 產(chǎn)品質(zhì)量好，符合世界各國藥典、獸藥典。 4. 該路線生產(chǎn)成本較老工藝有較大幅度下降，為產(chǎn)業(yè)更新升級所急需。
華東理工大學(xué)
2021-04-11
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蜜環(huán)菌深層發(fā)酵工藝優(yōu)化與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究
蜜環(huán)菌(Armillaria spp.)屬于擔(dān)子菌門,傘菌目,白蘑科,蜜環(huán)菌屬.在世界各大洲均有分布,在我國主要分布在黑龍江,吉林,遼寧,內(nèi)蒙古等省區(qū).蜜環(huán)菌是與傳統(tǒng)中草藥天麻(Gastrodia elata Blume)共生的著名食藥兼用的真菌.多年來,經(jīng)大量的試驗研究表明,蜜環(huán)菌的菌絲體和發(fā)酵液均具有較強(qiáng)的催眠,抗驚厥,抗缺氧等神經(jīng)調(diào)節(jié)功能和腦保護(hù)功能,還具有增加心,腦血管血流量,增強(qiáng)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)功能等生理活性.尤其是在催眠,抗驚厥,抗缺氧和調(diào)節(jié)心,腦血管功能等方面具有與天麻相同的藥理活性.因此,20世紀(jì)70年代開始,在對蜜環(huán)茵生理活性和化學(xué)成分研究,以及蜜環(huán)菌的深層發(fā)酵工藝和系列制劑的開發(fā)等方面引起了中國和世界許多國家的重視,取得了大量研究成果,開發(fā)生產(chǎn)出多種蜜環(huán)菌制劑. 蜜環(huán)菌中含有豐富的化學(xué)成分,通過對蜜環(huán)菌菌絲體和發(fā)酵液的化學(xué)成分的系統(tǒng)研究,分離得到了蜜環(huán)菌多糖,蜜環(huán)菌素等倍半萜類化合物和嘌呤類化合物等多種生理活性物質(zhì),并對這些化合物的理化特性和生物學(xué)活性進(jìn)行了較細(xì)致的研究.由于野生天麻在我國的資源有限,栽培天麻雖已獲得成功,但因受到各種條件影響,其生長周期長,并且必須有蜜環(huán)菌作為萌發(fā)菌和營養(yǎng)供體,技術(shù)要求嚴(yán)格,生產(chǎn)成本高,價格貴,難以滿足人們保健和臨床用藥的需求.以蜜環(huán)菌及其發(fā)酵產(chǎn)物替代天麻,來解決天麻供應(yīng)不足,保護(hù)野生天麻資源等問題,是一條行之有效的資源
吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
2021-05-04
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腸道菌群在間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療中的作用
報道了腸道菌群在間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療中的作用，發(fā)現(xiàn)糖尿病狀態(tài)下紊亂的腸道菌群可以抵抗間充質(zhì)干細(xì)胞治療I型糖尿病的效果，而消除或調(diào)節(jié)紊亂的腸道菌群則可以增強(qiáng)間充質(zhì)干細(xì)胞治療I型糖尿病的效果。
北京大學(xué)
2021-04-11
我國學(xué)者在腸道菌群調(diào)控膿毒癥研究方面取得進(jìn)展
在國家自然科學(xué)基金項目（批準(zhǔn)號：82130063、82270581、81974070、32271230、32071124）等資助下，南方醫(yī)科大學(xué)陳鵬教授、姜勇教授、周宏偉教授、陳燁教授、龔偉教授多團(tuán)隊合作，在腸道菌群調(diào)控膿毒癥研究方面取得新進(jìn)展。研究成果連續(xù)發(fā)表兩篇論文：（1）以“源自嗜粘蛋白-阿克曼氏菌的新型三肽RKH可預(yù)防致命性膿毒癥（Novel tripeptide RKH derived from Akkermansia muciniphila protects against lethal sepsis）”為題，于2023年8月8日在線發(fā)表于《腸道》（Gut）雜志。論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2023-329996；（2）以“一種來自共生白色念珠菌的代謝物能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的殺菌功能并防止膿毒癥進(jìn)展（A metabolite from commensal Candida albicans enhances the bactericidal activity of macrophages and protects against sepsis）”為題，于2023年8月9日在線發(fā)表于《細(xì)胞及分子免疫學(xué)》（Cellular & Molecular Immunology）雜志。
醫(yī)學(xué)科學(xué)部
2023-08-16
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基因重組菌淀粉質(zhì)原料生料發(fā)酵產(chǎn)燃料酒精技術(shù)
研發(fā)階段/n內(nèi)容簡介：本技術(shù)主要研究了：菌種的選育：對酵母進(jìn)行復(fù)合誘變，篩選出菌株，利用原生質(zhì)體融合技術(shù)得到遺傳性能穩(wěn)定具有兩親株特性-能直接利用生料、酒精高產(chǎn)且耐高溫的融合子。發(fā)酵的工藝條件：確定了原材料粉碎方式、調(diào)漿溫度、接種量和料液比，優(yōu)化了發(fā)酵條件。產(chǎn)蛋白飼料的工藝路線：確定了酒精糟固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料工藝流程，優(yōu)化了蛋白飼料發(fā)酵工藝條件。在中試放大試驗中，確定了生料發(fā)酵工藝流程，優(yōu)化了生料發(fā)酵工藝條件。本項目研究成果經(jīng)湖北省科技廳鑒定為國內(nèi)領(lǐng)先水平。技術(shù)指標(biāo)：淀粉轉(zhuǎn)化率：92.1％；酒精度
湖北工業(yè)大學(xué)
2021-01-12
業(yè)大學(xué).jpg){kind=logo}
蘇云金芽胞桿菌高效殺蟲工程菌WG－001
可以量產(chǎn)/n成果簡介：“蘇云金芽胞桿菌高效殺蟲工程菌”是國家科技部863研究計劃，為了構(gòu)建我國自有的蘇云金芽胞桿菌基因工程菌，從1800個菌株中篩選出不同特異性的高毒力菌株，從中克隆了8種殺蟲晶體蛋白基因，并將含有cry1Ac-P20的特異位點重組質(zhì)粒導(dǎo)入對棉鈴蟲高毒力的野生菌株YBT-1520，獲得了高效工程菌WG-001。該工程菌是我國擁有的自有知識產(chǎn)權(quán)的新一代蘇云金芽胞桿菌殺蟲劑基因工程菌，是我國第一個被批準(zhǔn)進(jìn)入環(huán)境釋放、中試研究和商業(yè)化生產(chǎn)的蘇云金芽胞桿菌殺蟲劑基因工程菌。該工程菌殺蟲晶體蛋
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
2021-01-12
業(yè)大學(xué).jpg){kind=logo}
一種具有增強(qiáng)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(jìn)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(jìn)行了鑒定，命名為Bp7c突變體蛋白。對Bp7e和Bp7e突變體蛋白進(jìn)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