核糖开关的阈值进化及其在N-乙酰神经氨酸生产中的应用

发布时间：2024-12-15 22:06

　　N-乙酰神经氨酸(NeuAc)是一种常见的唾液酸,在自然界中广泛存在,可以用于合成其他唾液酸或者唾液酸的衍生物。同其他唾液酸一样,NeuAc主要存在于糖链的末端,对细胞的生物识别具有重要作用。此外,NeuAc本身还可以作为保健食品和药品,具有较高的商业价值。目前,NeuAc的生产和提取获得方式存在诸多问题,因此使用葡萄糖等廉价碳源,在不添加任何前体的情况下来生产NeuAc具有许多优势。目前已有的微生物发酵生产NeuAc方法产量较低,不适合大规模的应用。同时,在发酵过程中有大量的乙酰葡萄糖胺和乙酰甘露糖胺积累。根据代谢特征分析,我们推测NeuAc生产的限速酶为乙酰葡萄糖胺-2-异构酶和N-乙酰神经氨酸合酶。因此选择了目前报道的酶活最高的两种乙酰葡萄糖胺-2-异构酶和三种神经氨酸合酶进行组合和摇瓶发酵。使用Agea和NeuBc替换PB后的质粒NeuAc产量提高了 1.5倍,证明了 Age和NeuB确实是NeuAc生产途径的关键酶。除了酶的来源以外,酶的表达强度对产量也有较大影响。因此在更换关键酶的基础上,我们对酶的表达强度进行了优化,使得NeuAc产量提高了 1.2倍。而继续增强表达强度没有...

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１?ＮｅｕＡｃ的分子结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＮｅｕＡｃ??在药用价值方面，ＮｅｕＡｃ是重要的药物前体Ｍ

醇［３］。唾液酸??是一类带负电荷的糖类，它们衍生自２－酮－３－脱氧－Ｄ－甘油－Ｄ－半乳糖－壬酸（ＫＤＮ），??共有九个碳原子骨架。迄今为止，己经鉴定出５０多种唾液酸，在人类和其他哺??乳动物中，Ｎ－乙酰胺基祌经氨酸（ＮｅｕＡｃ）是主要的唾液酸，在生物学，病理学??和免疫识别过程....

图２－１大肠杆菌ＮｅｕＡｃ生产途径??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｐａｔｈｗａｙ?ｏｆ?ＮｅｕＡｃ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｉｎ＾＂．?ｃｏｌｌ??我们首先考虑提Ｓ?Ａｇｅ和ＮｅｕＢ的酶活

在此基础上敲除ＮｅｕＡｃ降解基因操??纵子和乙酿葡萄糖胺的降解基因操纵子，使得ＮｅｕＡｃ产量进一步提高。将??产生乙酸和乳酸的副产物途径敲除后ＮｅｕＡｃ产量达到了?７．１?ｇ／Ｌ。然而神经氨酸??醛缩酶ＮａｎＡ催化的是一个可逆反应，这就阻碍了?ＮｅｕＡｃ的积累。我们将神经??氨酸....

图２－５?ｐＢａｃ与ｐＢｂｃ的分批发酵产物对比??Ｆｉｇｕｒｅ?２－５?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｂａｔｃｈ?ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｐｒｏｄｕｃｔｓ?ｏｆ?ｐＢａｃ?ａｎｄ?ｐＢｂｃ??３９??

山东大学博士学位论文??我们也尝试了引入来自空肠弯曲杆菌的ＵＤＰ－ＧｌｃＮＡｃ－２－异构酶ＮｅｕＣ，使得??ＧｌｃＮ－６Ｐ可以经过ＵＤＰ－ＧｌｃＮＡｃ去往ＮｅｕＡｃ?（图２－３），将该质粒命名为ｐＢａｃｃ。??然而结果发现这一支路的引入并没有使ＮｅｕＡｃ产量增加（图２－４）。可能....

图２－６?ＤＮ５／ｐＢａｃ摇瓶补料发酵结果??Ｆｉｇｕｒｅ?２－６?Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ＤＮ５／ｐＢａｃ?ｓｈａｋｅｒ?ｆｅｅｄ??

对ＤＮ５／ｐＢａｃ进行了摇瓶分批补料发酵，经过７２小时的发酵，ＮｅｕＡｃ产量不??再增加，此时积累了?５．４ｇ／Ｌ的ＮｅｕＡｃ?（图２－６）。在发酵过程中，有大量ＧｌｃＮＡｃ??的积累，而ＭａｎＮＡｃ也有少量积累。我们推测，ＧｌｃＮＡｃ和ＭａｎＮＡｃ的积累仍然??会影响ＮｅｕＡｃ....

本文编号：4016537