国家自然科学基金(30500011)
- 作品数：9 被引量：77H指数：6
- 相关作者：赵心清白凤武姜如娇张秋美薛闯更多>>
- 相关机构：大连理工大学中国科学院北京化工大学北方学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划教育部重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：生物学化学工程轻工技术与工程更多>>
- 酿酒酵母乙醇耐性的分子机制及基因工程改造被引量：17
- 2009年
- 提高工业微生物对毒性代谢产物及高温等环境胁迫因素的耐受性对工业生产具有重要的意义。发酵过程中产生的乙醇对酵母细胞的生长和代谢都具有较强的抑制作用,是酿酒酵母的重要环境胁迫因素之一。对酿酒酵母乙醇耐性的分子机制的研究可为选育具有较强乙醇耐受性的酵母菌种提供理论基础。近年来,通过细胞全局基因转录分析和基因功能分析,对酿酒酵母乙醇耐性的分子机制有了更多新的认识,揭示了很多新的与乙醇耐性相关的基因,并在此基础上,通过对相关基因进行过量表达或敲除,成功提高了酵母菌的乙醇耐性。以下综述了近年来酵母菌乙醇耐性的生物化学与分子生物学机制的研究进展,以及构建具有较高乙醇耐性的酵母菌的基因工程操作。这些研究不仅加深了对酿酒酵母乙醇耐性的机理认识,也可为高效进行生物转化生产生物质能源奠定理论基础。
- 张秋美赵心清姜如娇李倩白凤武
- 关键词：乙醇耐性乙醇发酵基因工程改造分子机制酿酒酵母
- 自絮凝工业酒精酵母营养缺陷型的筛选和鉴定被引量：1
- 2009年
- 运用紫外诱变方法成功获得了自絮凝酵母的营养缺陷型突变体,并且优化了诱变方法,证明了通过紫外诱变也可获得自絮凝酵母的营养缺陷型突变体。实验证明,较低的致死率更容易获得突变体,利用制霉菌素的富集可明显减少非缺陷型背景。本实验获得了组氨酸和尿嘧啶营养缺陷型各一株,其中组氨酸缺陷型菌株失去絮凝特性,而尿嘧啶缺陷型保持了良好的絮凝特性。继代实验表明,二株突变体均可以稳定遗传。并利用交配型PCR方法证明了絮凝酵母及其两株突变体与其酿酒酵母亲本类似,均为交配型杂合体。
- 李倩赵心清贺雷雨张秋美李宁白凤武
- 关键词：絮凝酵母营养缺陷型紫外诱变交配型
- 利用SPT3的定向进化提高工业酿酒酵母乙醇耐受性被引量：15
- 2010年
- 利用对转录因子的定向进化可对多基因控制的性状进行有效的代谢工程改造。本研究对酿酒酵母负责胁迫相关基因转录的SAGA复合体成分SPT3编码基因进行易错PCR随机突变,并研究了SPT3的定向进化对酿酒酵母乙醇耐性的影响。将SPT3的易错PCR产物连接改造的pYES2.0表达载体并转化酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae4126,构建了突变体文库。通过筛选在高浓度乙醇中耐受性提高的突变株,获得了一株在10%(V/V)乙醇中生长较好的突变株M25。该突变株利用125g/L的葡萄糖进行乙醇发酵时,终点乙醇产量比对照菌株提高了11.7%。由此表明,SPT3是对酿酒酵母乙醇耐性进行代谢工程改造的一个重要的转录因子。
- 赵心清姜如娇李宁杨晴白凤武
- 关键词：定向进化乙醇耐性酿酒酵母易错PCR
- 系统生物学和合成生物学研究在生物燃料生产菌株改造中的应用被引量：17
- 2010年
- 基于生物质资源生产环境友好的生物燃料,对经济和社会的可持续发展具有重要意义,但其生产成本高的问题十分突出,而高效生产菌株的获得是解决这一问题的根本出路。以下综述了利用系统生物学研究所获得的信息进行菌种改造的过程,重点论述了生产菌株胁迫耐受性方面的研究进展,并讨论了系统生物学、合成生物学和代谢工程技术在改造生物燃料生产菌株中的应用,展望了合成生物学在构建高效生物能源生产菌株方面应用的前景。
- 赵心清白凤武李寅
- 关键词：系统生物学合成生物学代谢工程生物燃料
- 锌离子对自絮凝酵母乙醇耐性和絮凝颗粒大小的影响被引量：10
- 2008年
- 研究了6种金属离子在合成培养基中对摇瓶培养的自絮凝酵母乙醇耐性的影响,发现锌离子对高浓度乙醇冲击下的酵母细胞活性有保护作用,并进一步研究了乙醇连续发酵过程中锌的添加对自絮凝酵母乙醇耐性的影响。发酵培养基中分别添加0.01、0.05和0.1g·L-1的硫酸锌时,自絮凝酵母颗粒平均粒度减小,同时乙醇耐性和高温耐性都得到明显提高,并且发现细胞活性的提高与酵母细胞内麦角固醇和海藻糖的增加密切相关。对酵母细胞内锌的含量的分析表明,3个添加组胞内锌的积累量基本相似,比对照组均增加了6倍。相关性分析表明,酵母胞内锌含量与酵母细胞的胁迫耐性密切相关并显著影响其胁迫耐性。各添加组的乙醇产量均有提高,其中添加0.05g·L-1的硫酸锌时乙醇产量最高,比对照组高8.4%。以上研究结果表明,调控连续乙醇发酵过程中培养基中锌离子浓度,是提高酵母细胞乙醇耐受性、高温度耐受性和乙醇产量的有效途径。
- 薛闯赵心清葛旭萌袁文杰白凤武
- 关键词：锌离子乙醇耐性
- 启动子和细胞全局转录机制的定向进化在微生物代谢工程中的应用被引量：11
- 2009年
- 通过随机突变和定向选择而进行的定向进化(又称分子进化或人工进化)在改造酶的催化特性和稳定性、扩展酶的底物范围等方面具有广泛的应用。近年来,定向进化也开始应用在对结构基因的启动子区域和具有调节功能的蛋白如转录因子等进行代谢工程改造,并成功选育了对环境胁迫因素具有较强耐受性,以及发酵效率提高的微生物菌种。以下着重介绍近年来启动子的定向进化,包括启动子的强度和调节功能的分子进化,以及细胞全局转录工程等技术在微生物代谢工程中的应用,这些定向进化技术使人们可以更精细地调节基因表达水平,并可同时改变细胞内多个基因的转录水平,是代谢工程研究新的有力工具。
- 赵心清姜如娇白凤武
- 关键词：定向进化代谢工程
- 絮凝颗粒粒度分布对自絮凝酵母SPSC01乙醇耐受能力的影响被引量：10
- 2008年
- 利用激光聚焦反射式颗粒测量系统,通过调节不同的搅拌速率,得到了分批补料培养条件下粒度分布不同的四个絮凝酵母SPSC01颗粒群体,进而对絮凝颗粒群体分布对乙醇耐受性进行了系统研究。经过6 h、20%乙醇的冲击,颗粒粒度为100、200、300和400μm的自絮凝酵母SPSC01的存活率分别为3.5%、26.7%、48.8%和37.6%。这表明不同粒度分布的絮凝颗粒群体乙醇耐受性具有明显差别,在一定粒度范围内乙醇耐受性达到最高,乙醇耐受性最高的酵母群体的乙醇得率系数85.5%,比乙醇耐性最低的颗粒群体提高了7.2%。粒度为100、200和300μm的自絮凝酵母颗粒群体总麦角固醇、游离麦角固醇及海藻糖含量与粒度大小成正相关,但在粒度为400μm的絮凝颗粒群体中总麦角固醇、游离麦角固醇及海藻糖含量呈下降趋势,与其乙醇耐性低于300μm絮凝颗粒的结果相一致。对细胞膜透性的研究表明,颗粒粒度为300μm的絮凝酵母颗粒细胞膜通透性(P′)最低,分别仅为颗粒粒度为100μm和200μm颗粒群体的43%和52%,表明粒度分布不同的絮凝颗粒群体乙醇耐性的差别与细胞膜透性密切相关。
- 雷娟娟赵心清薛闯葛旭萌白凤武
- 关键词：粒度分布在线检测乙醇耐性清洁能源
- 絮凝酵母海藻糖合成酶基因TPS1启动子区的克隆和乙醇胁迫下启动子活性的变化被引量：4
- 2010年
- 提高生物能源生产菌株对各种胁迫因素的耐受性对于提高生产过程的经济性和高效生产生物能源具有重要的意义。对酿酒酵母乙醇耐性的分子机制的研究,可揭示影响其耐受性的关键基因,并通过代谢工程操作定向提高酵母菌的乙醇耐受性,从而提高燃料乙醇的生产效率。海藻糖对酵母菌在多种环境胁迫下的细胞活性具有保护作用,但其对乙醇耐性分子机制的研究还不够深入。克隆了自絮凝酵母Saccharomyces cerevisiae flo的海藻糖-6-磷酸合成酶基因TPS1的启动子区域,利用pYES2.0载体骨架,构建了PTPS1启动绿色荧光蛋白EGFP标记基因的报告载体,并转化酿酒酵母ATCC4126。对酵母转化子在含有7%和10%乙醇的生长培养基中的EGFP的表达情况进行相对荧光定量分析,发现PTPS1活性在7%乙醇存在下受到强烈诱导。EGFP表达量对高温和高糖胁迫无明显差别,显示了TPS1启动子对乙醇浓度的特异响应。研究结果表明,絮凝酵母海藻糖的合成是对乙醇胁迫的保护性反应。
- 林贝赵心清张秋美马黎明白凤武
- 关键词：绿色荧光蛋白
- 一步PCR法对拟南芥ATPK64基因的快速定点突变被引量：4
- 2008年
- 采用部分互补的引物扩增表达载体的全序列,通过DpnⅠ酶切PCR产物去除甲基化的模板DNA,利用大肠杆菌自身的酶系统环化质粒DNA,只需设计1对引物,进行1次PCR反应,就直接获得了突变的表达载体。利用该方法成功地对拟南芥的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶编码基因ATPK64进行了定点突变。这种改进的DNA定点突变方法,具有简便、快捷、经济、成功率高的特点,是值得推广的PCR定点突变方法。
- 王宏梅赵心清
- 关键词：PCR定点突变拟南芥
