植酸酶及其基因工程改造研究进展

l-乳酸是一种重要的有机化合物,具有广泛的应用价值。微生物发酵法生产是当前l-乳酸的主要来源,但受限于精确的发酵条件、菌体产物耐受能力低及底物要求高等因素,导致l-乳酸供给不足且价格偏高。鉴于酿酒酵母利用廉价底物生产有价值物质方面的诸多优势,并随着分子生物学技术的发展,利用代谢工程改造酿酒酵母本身固有的代谢网络,使其高产l-乳酸已成为当前研究的热点。从l-乳酸的异源生产、关键途径改造及菌体生长能力恢复三个方面归纳了关于代谢工程改造酿酒酵母生产l-乳酸的研究进展。最后,指出了酿酒酵母异源生产l-乳酸存在的不足和今后研究的方向。

l-乳酸是一种重要的有机化合物,具有广泛的应用价值。微生物发酵法生产是当前l-乳酸的主要来源,但受限于精确的发酵条件、菌体产物耐受能力低及底物要求高等因素,导致l-乳酸供给不足且价格偏高。鉴于酿酒酵母利用廉价底物生产有价值物质方面的诸多优势,并随着分子生物学技术的发展,利用代谢工程改造酿酒酵母本身固有的代谢网络,使其高产l-乳酸已成为当前研究的热点。从l-乳酸的异源生产、关键途径改造及菌体生长能力恢复三个方面归纳了关于代谢工程改造酿酒酵母生产l-乳酸的研究进展。最后,指出了酿酒酵母异源生产l-乳酸存在的不足和今后研究的方向。

乳酸是自然界中最小的手性分子,广泛应用于食品、医药和化工等领域,同时也是合成生物可降解塑料——聚乳酸的前体.目前,化学合成法和微生物发酵法是生产乳酸的两种主要方法,而后者在底物的可再生性、产物光学纯度和环境友好等方面均具有潜在优势.自然界中许多微生物细胞都能合成和积累乳酸,如大肠杆菌、酿酒酵母和乳酸菌等.与乳酸菌、芽胞乳杆菌和谷氨酸棒状杆菌等乳酸生产菌株相比,大肠杆菌具有生长速度快、营养要求简单、易于高密度发酵、代谢网络清楚、遗传操作方法成熟和产物乳酸光学纯度高等优势.本文中,笔者介绍了乳酸的研究现状及其在工业生产领域中的作用,系统综述了国内外通过代谢工程改造大肠杆菌生产乳酸的研究进展,在此基础上展望了乳酸生产研究的发展方向,以期为其工业应用提供参考.

去年有关aids疫苗研究的争论达到顶峰,由于实验室和临床应用方面的问题很多,使人们对aids疫苗的研究战略产生怀疑,对这方面已有详细的报道,其中具有代表性的人物是86岁的脊髓灰质炎和麻疹病毒疫苗发明者——微生物学家albertsabin,他认为脊灰病毒和麻疹病毒疫苗的成功是由于这些病毒是游离的,不寄宿于细胞内;而hiv不同,它可以在细胞内增殖,将病毒的基因产物整合到宿主细胞的dna中去,但在受感染的细胞表面却没

微藻种类繁多,分布广泛,很多微藻能通过自身代谢生产油脂、色素、多糖等高价值产品.但通常情况下,微藻生产高价值产品时存在产物含量低以及细胞采收成本高等缺点,限制了微藻产品的实际应用.为了有效开发利用微藻资源,研究如何利用遗传改造技术选育藻株,提高其代谢物含量,并改善微藻采收效率十分重要.近年来,利用代谢工程改造微藻取得了显著进展,此外,微藻基因组编辑及合成生物学研究也不断深入,这些遗传改造技术的不断进步和创新,必将提高微藻重要代谢物的生产效率,以满足人类不断增长的能源、食品和制药工业需求.

紫穗槐-4,11-二烯合酶催化fpp(farnesylpyrophosphate,法尼基焦磷酸)生成青蒿素前体紫穗槐-4,11-二烯,是青蒿素生物合成途径中的关键酶。本文对紫穗槐-4,11-二烯合酶的分子生物学和代谢工程研究进行了综述。紫穗槐-4,11-二烯合酶编码基因及其相关核酸序列已经得到了克隆。紫穗槐-4,11-二烯合酶cdna全长1641bp,编码546aa。紫穗槐-4,11-二烯合酶最适ph范围较宽,但需要二价金属离子作为辅酶才能发挥作用,其产物和底物的特异性不高。在紫穗槐-4,11-二烯合酶作用下,fpp首先进行的是1,6-合环,然后是1,10-合环,形成紫穗槐-4,11-二烯。由于紫穗槐-4,11-二烯合酶在青蒿素生物合成中具有重要的意义,自从其基因被克隆测序后,先后被导入e.coli、s.cereviseae、烟草、拟南芥和a.nidulans,获得了能产生紫穗槐-4,11-二烯的各种工程菌或细胞,研究通过不同方式提高工程菌中紫穗槐-4,11-二烯产量的方法。

以基因工程为主导的现代生物技术的崛起，使得生命科学成为当今自然科学研究的三大热点之一。基因工程研究的飞速发展，为现代农业生产开拓了新思维，但是事物总有其两面性。笔者就烟草基因工程安全管理现状，安全性评价研究所涉及到的基因转移的过程、基因漂移、病毒起源的基因和其它病毒的相互作用和重组、选择标记、毒性问题与新蛋白的产生、环境问题、转基因烟草是否可以转变成杂草等、管理上的挑战、公众的理解和未来展望等方面作了综述。

产肠毒素性大肠杆菌(etec)引起新生幼畜(仔猪、犊牛、羔羊等)腹泻在国内外都很普遍,是导致幼畜死亡的主要原因之一。etec具有两类致病因子:一种为肠毒素,即不耐热性肠毒素(lt)和耐热性肠毒素(st)。另一种为粘着素(定居因子),已知的粘着素抗原有k88、k99、987p、f41和f42等。etec借助这些粘着素定居于肠道粘膜的上皮细胞上,在那里大量繁殖,并产生大量肠毒素,导致幼畜发病。据国内统计资料表明,幼畜大肠杆菌性腹泻在腹泻中的比例,猪为35％,牛为26％,羊为17％,其死亡率在10～30％左右,流行面广,死亡率高,即便幸免于死的幼畜亦常生长滞缓,难以育肥,造成很大经济损失,对家畜饲养业危害甚大。加上近几年抗药菌株大量增加,致使治

多不饱和脂肪酸因其在食品和医药领域的广泛作用而得到人们极大的关注,当前利用微生物发酵生产多不饱和脂肪酸具有诸多优点,由于酵母生产迅速且生物量较高,利用酵母生产多不饱和脂肪酸已成为人们关注的热点。本文综述了代谢工程改造酵母生产多不饱和脂肪酸的研究进展,以常规酵母-酿酒酵母和非常规酵母-解脂耶氏酵母为例,介绍了酵母菌中多不饱和脂肪酸的代谢途径、酵母产油脂的生化机制、代谢工程改造酵母产多不饱和脂肪酸以及不饱和脂肪酸积累对酵母耐受性的影响。以后研究工作的重点是进一步加强对酵母生产多不饱和脂肪酸的机理研究,并以此为来指导代谢工程改造酵母生产多不饱和脂肪酸。

环境保护和能源供应是人类关心的两大问题。能源消耗释放出的温室气体对环境造成了严重影响。利用co_2固定途径可将co_2转化成燃料或化学品。天然固碳生物通常存在生长缓慢、固碳效率低等问题。通过在模式微生物中增强或重构co_2固定途径,实现co_2的再循环,可提高燃料或化学品的产量,减少温室气体排放。文中详细介绍了通过代谢工程手段改造co_2固定途径改善化学品生产以及糖合成,阐述了相关代谢途径及其中的关键酶在co_2固定中的作用,介绍了电生化合成系统的应用,显示出co_2固定的巨大潜力,并展望了未来co_2固定的研究方向。

芳香族化合物广泛应用于化学工业.利用代谢工程改造微生物生产各种芳香族化合物越来越受到人们的关注.通过理性改造,微生物可以定向地大量积累人们需要的各种芳香族化合物.此外,通过设计新的反应途径并引入外源基因,可以拓宽微生物生物合成的产物谱,获得某些具有重要应用价值的新的芳香族化合物.这些研究成果对解决化石能源危机和环境可持续发展问题具有积极意义.本文中,笔者主要对近年来微生物生产各种芳香族化合物的最新研究进展及相应的代谢工程改造策略进行综述,为开展相关研究提供参考.

一碳化合物(甲醇或甲烷)高值化转化是当前生物工程领域的重要研究热点。甲基营养菌是一类以甲醇为碳源和能源生长的革兰氏阴性菌,随着基因组测序的开展和各类组学技术的发展,以扭脱甲基杆菌为代表的甲基营养菌的中心代谢网络途径和相关功能基因逐渐明晰。近年来,甲基营养菌中包括基因过表达、基因敲除整合等遗传操作工具的完善以及各种基因调控元件的开发,为甲基营养菌的底盘改造和异源途径优化表达提供了重要基础,国内外的研究推动了甲醇转化成多种高附加值产品。此外,人们渴望利用传统基因工程菌作为底盘构建合成型甲基菌,以期更高效实现甲醇催化转化。本文中,笔者综述了目前甲基营养菌,尤其是扭脱甲基杆菌的代谢网络特点、代谢工程改造策略与应用以及构建合成型甲基细菌这3个方面的研究进展,以期为甲基微生物催化转化的研究提供借鉴。

报道了利用基因工程方法创造植物雄性不育系、恢复系及不育系的筛选和保留的研究成果。

sbr法及其研究进展——介绍了序批式间歇活性污泥（sbr）法的产生、发展及其特点，综述了sbr在搅拌速度do、ph、opr对处理效果的影响、硝化反硝化除磷机理及sbr与其它工艺综合处理污水的最新进展。

一项预防幼畜腹泻的研究成果日前在宁夏科委胚胎生物工程中心研究成功并通过鉴定。这项名为“幼畜腹泻双价基因工程苗”的研究,在国际上首

目前已从不同植物中分别克隆出70余个植物抗病基因。根据已克隆的抗病基因的结构特征,可分为4大类:nbs-lrr、stk、胞外lrr、stk与胞外lrr。对于园艺及园林观赏植物抗病基因同源序列(rga)的研究已应用在基因克隆、分子标记、基因定位和基因进化中,但相关报道较少。rga的分析,对于在果蔬生产及园林绿化上指导我们培育具有广谱性抗病的植物品种具有深远的意义。

基因工程改造放线菌

为了提高人脑胶质瘤导向诊治中单抗载体的临床实用价值，必须把鼠源性大分子单抗改造成人源化、小分子单抗。采用ｒｔ－ｐｃｒ法，从人脑胶质瘤单抗杂交瘤细胞系ｓｚ３９中克隆出３４８ｂｐ的重链可变区（ｖｈ）和３１８ｂｐ的轻链可变区（ｖｌ）ｃｄｎａ片断。又采用重组ｄｎａ技术，将ｖｈ和ｖｌ与人免疫球蛋白ｉｇｇ１竽链ｃｈ１和轻链ｋ恒定区基因拼接，或将ｖｈ和ｖｌ以通用ｌｉｎｋｅｒ直接连接，分别构建表达载体ｐｈｅｎ１－

以基因工程为核心的生物技术改变了人们的生产方式和生活方式,由此而导致人们伦理价值观念上的剧烈冲撞。克隆技术在人本身上的应用将带来一系列法律道德问题,基因决定论使我们重新思考人生的价值和意义,科技与伦理冲突已不可避免,如何强化伦理对科技的规范作用已成为当务之急。

植物基因工程食品已逐渐走进人们的生活,因而转基因植物食品的安全性受到普遍关注。一些国际机构已出台相应程序和条例对转基因植物食品进行评价和规范,并在美国、加拿大等国家付诸实施。中国正处于研究和制订阶段。现对植物基因工程食品对人类健康的潜在危害、危害来源,以及国际上现有的评价措施作一综述

食品中铝含量及其危害研究进展