定点突变烟酰胺磷酸核糖转移酶提高烟酰胺单核苷酸产量研究

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作者 东平 徐一帆 +3 位作者 侯颖 罗学刚 张琳 乔长晟 《中国酿造》 北大核心 2025年第10期36-41,共6页

烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)是烟酰胺单核苷酸(NMN)生物合成途径中的关键限速酶,该研究选取隐球菌科(Comamonadaceae)细菌来源的NAMPT基因在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中进行异源表达。以其为出发菌株,通过分子对接技术分析... 烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)是烟酰胺单核苷酸(NMN)生物合成途径中的关键限速酶,该研究选取隐球菌科(Comamonadaceae)细菌来源的NAMPT基因在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)中进行异源表达。以其为出发菌株,通过分子对接技术分析确定突变位点,并采用同源重组技术构建突变菌株。通过测定NMN产量及NAMPT活力筛选得到高产NMN突变菌株,并通过单因素试验对其诱导条件进行优化。结果表明,出发菌株的NMN产量为6.53 mg/L。分别将出发菌株第257位和259位的氨基酸残基定点突变为色氨酸、缬氨酸后获得单突变体N1、N2及双突变体N3,其NMN产量分别为6.88 mg/L、9.38 mg/L、10.05 mg/L,较出发菌株分别提高了5.36%、43.64%、53.91%;NAMPT活力分别为42.08 U/mL、46.23 U/mL、50.30 U/mL,较出发菌株分别提高5.73%、14.19%、21.13%。突变体N3产NMN的最佳诱导条件为诱导时机(OD_(600 nm)值)1.2、诱导剂浓度0.5 mmol/L、诱导时间12 h、培养温度30℃、投料比(葡萄糖∶烟酰胺)2∶1。在此优化条件下,NMN产量达到13.20 mg/L,较优化前提高31.34%。该研究结果为后续发酵生产NMN提供了优质底盘菌株。 展开更多

关键词 烟酰胺单核苷酸 烟酰胺磷酸核糖转移酶 定点突变

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基于代谢组学研究不同通风比对普鲁兰多糖发酵的影响

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作者 李淼鑫 马正旺 +4 位作者 赵晓雯 李文敏 张伊凡 赵廷彬 乔长晟 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第12期259-268,共10页

该文以出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)CGMCCNO.7055作为出发菌株,利用GC-MS技术对不同通风条件下出芽短梗霉发酵产普鲁兰多糖的胞内代谢物情况进行分析,研究发现,通风对于普鲁兰多糖发酵有明显影响,在高通风(1∶1.4)下多糖产量最... 该文以出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)CGMCCNO.7055作为出发菌株,利用GC-MS技术对不同通风条件下出芽短梗霉发酵产普鲁兰多糖的胞内代谢物情况进行分析,研究发现,通风对于普鲁兰多糖发酵有明显影响,在高通风(1∶1.4)下多糖产量最大为(80.2±1.4)g/L,通风比最低和最高之间,普鲁兰的产量相差13.50 g/L。对高低通风组发酵过程中代谢物进行分析。一共检测到了45种胞内小分子代谢物质,主要包括氨基酸类、有机酸类、糖类、醇类及一些其他类的代谢物质。将普鲁兰的代谢途径结合KEGG分析不同通风条件下菌体代谢的差异,差异代谢物主要涉及戊糖-葡萄糖醛酸转换途径、果糖-甘露糖代谢途径、柠檬酸循环途径和半乳糖代谢途径,最终导致普鲁兰多糖产量发生变化。为进一步了解出芽短埂霉产普鲁兰多糖的代谢机理研究提供参考。 展开更多

关键词 出芽短梗霉 普鲁兰多糖 GC-MS 代谢组学 通风比

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基于遗传算法进化的人工神经网络(GA-ANN)对葡萄糖发酵生产普鲁兰多糖的条件优化 被引量：4

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作者 陈世伟 罗嘉伟 +5 位作者 王舸楠 赵廷彬 殷海松 郑志强 郑国保 乔长晟 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期60-66,共7页

基于遗传算法进化的人工神经网络,以葡萄糖为原料,对出芽短梗霉产普鲁兰多糖的发酵培养条件进行优化。首先通过单因素试验和Plackett-Burman实验筛选显著因素,再进行Box-Behnken实验建立数据样本,最后利用Matlab建立神经网络模型寻找最... 基于遗传算法进化的人工神经网络,以葡萄糖为原料,对出芽短梗霉产普鲁兰多糖的发酵培养条件进行优化。首先通过单因素试验和Plackett-Burman实验筛选显著因素,再进行Box-Behnken实验建立数据样本,最后利用Matlab建立神经网络模型寻找最优解。结果表明,葡萄糖和酵母抽提物对普鲁兰多糖的合成具有显著的正效应,K_(2)HPO_(4)对普鲁兰多糖的合成具有显著的负效应。遗传算法-人工神经网络的决定系数与相对误差分别为0.9988与1.72%。最终优化获得普鲁兰多糖发酵的最佳培养基组分为葡萄糖150 g/L,酵母抽提物7.1 g/L,MgSO_(4)·7H_(2)O 1.4 g/L,K 2HPO 47 g/L,NaCl7 g/L,自然pH。在此条件下,普鲁兰多糖的产量为83.25 g/L,较优化前提高了79.73%。经济分析表示优化后的培养基成本较优化前降低了约70%。该研究结果为普鲁兰多糖的工业化生产提供了数据支撑,有助于提升普鲁兰多糖在行业中的竞争力。 展开更多

关键词 普鲁兰多糖 遗传算法 人工神经网络 非线性关系 模型

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聚谷氨酸去除马铃薯废水蛋白质及絮凝机理初探 被引量：7

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作者 牛雅倩 李雨桐 +3 位作者 赵娟 张琳 卢文明 乔长晟 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第21期178-184,共7页

以生物高分子材料聚谷氨酸为絮凝剂,去除马铃薯淀粉生产废水中的蛋白质。采用Box-Behnken试验设计方法,优化聚谷氨酸回收马铃薯淀粉废水中蛋白质的工艺参数。结果表明,优化得到的絮凝条件为聚谷氨酸(纯度≥90%)添加量0.93 g/L,初始pH值3... 以生物高分子材料聚谷氨酸为絮凝剂,去除马铃薯淀粉生产废水中的蛋白质。采用Box-Behnken试验设计方法,优化聚谷氨酸回收马铃薯淀粉废水中蛋白质的工艺参数。结果表明,优化得到的絮凝条件为聚谷氨酸(纯度≥90%)添加量0.93 g/L,初始pH值3.23,絮凝温度40℃,絮凝时间40 min,此条件下马铃薯蛋白质去除率达68.43%。通过傅里叶红外光谱以及扫描电子显微镜对絮凝机理进行初步探究,结果表明,聚谷氨酸中的氨基、羧基分别与马铃薯蛋白的氨基、羧基形成了酰胺键;马铃薯蛋白质通过网捕卷扫机理进入聚谷氨酸形成的立体网状结构。对去除蛋白前后马铃薯淀粉废水的相关指标进行检测,结果表明,氨氮去除率为40.62%、总磷去除率为42.66%、化学需氧量去除率为34.80%。研究结果对实现废水的资源化利用有一定的意义。 展开更多

关键词 马铃薯淀粉废水 马铃薯蛋白 聚谷氨酸 絮凝

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枸杞果酒低温发酵工艺优化及挥发性风味物质分析 被引量：20

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作者 董赛君 赵廷彬 +3 位作者 李天瑜 牛思思 余君伟 乔长晟 《中国酿造》 CAS 北大核心 2019年第6期103-107,共5页

以枸杞汁为原料,感官评价为考察指标,利用单因素试验与正交试验优化枸杞果酒的发酵工艺,同时利用顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术分析枸杞果酒中挥发性风味物质种类及相对含量。结果表明,枸杞果酒最佳发酵工艺... 以枸杞汁为原料,感官评价为考察指标,利用单因素试验与正交试验优化枸杞果酒的发酵工艺,同时利用顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术分析枸杞果酒中挥发性风味物质种类及相对含量。结果表明,枸杞果酒最佳发酵工艺为初始pH值6.0,初始糖度16%,接种量0.7%,18 ℃条件下静置发酵8 d。在此优化条件下,枸杞果酒的感官评分为96分,酒精度为6.28%vol,残糖量为8.33 g/L;通过分析其挥发性风味物质发现,枸杞果酒中共检测出40种化合物,相对含量较高的为醇类和酯类,共占总挥发性成分的71.09%,发酵过程对酒体产生了影响,醇类和酯类对枸杞果酒的香味起着积极的作用。 展开更多

关键词 枸杞 果酒 发酵工艺 优化 挥发性化合物 正交试验 顶空固相微萃取气相色谱质谱联用

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维生素B_(5)对出芽短梗霉产普鲁兰多糖的影响 被引量：2

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作者 张伊凡 陈世伟 +5 位作者 郭利飞 郑又铭 赵廷彬 徐雪天 殷海松 乔长晟 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期16-23,共8页

普鲁兰多糖是由出芽短梗霉产生的胞外多糖,在食品、制药和化妆品等行业有广泛应用。该文研究了维生素B_(5)对普鲁兰合成的影响。为了揭示维生素B_(5)对普鲁兰产量影响的潜在机制,研究了发酵过程中关键酶的活性变化,并利用非标记定量技... 普鲁兰多糖是由出芽短梗霉产生的胞外多糖,在食品、制药和化妆品等行业有广泛应用。该文研究了维生素B_(5)对普鲁兰合成的影响。为了揭示维生素B_(5)对普鲁兰产量影响的潜在机制,研究了发酵过程中关键酶的活性变化,并利用非标记定量技术和液相色谱-串联质谱技术比较出芽短梗霉发酵前期(24 h)和后期(84 h)蛋白质组分,并对其差异蛋白质进行生物信息学分析。结果表明,在发酵培养基中添加0.2 g/L维生素B_(5)可以使普鲁兰多糖分批发酵产量由87.3 g/L提高至102 g/L,普鲁兰重均分子质量由2.14×10^(2) kDa下降到1.11×10^(2)kDa;实验组磷酸葡萄糖变位酶、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、葡萄糖基转移酶、α-淀粉酶和普鲁兰酶活性分别提高了6.9%、19.8%、20.9%、20.8%、12.1%。在蛋白质组分分析的两个时间点分别鉴定出差异蛋白质387和381种(差异倍数>1.5,P<0.05),对这些差异表达蛋白进行GO功能富集和KEGG通路富集分析显示上述差异蛋白广泛涉及细胞代谢等重要生物学过程。差异蛋白质主要参与调节碳代谢、氨基酸代谢及脂肪酸代谢等过程,最终导致普鲁兰产量和重均分子质量的变化。 展开更多

关键词 出芽短梗霉 普鲁兰多糖 维生素B_(5) 液相色谱-串联质谱法 差异蛋白质

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基于蛋白质组学分析尿嘧啶对出芽短梗霉产普鲁兰多糖的影响 被引量：2

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作者 陈世伟 唐淑贤 +6 位作者 王舸楠 吴程远 张淑慧 赵廷彬 殷海松 郑志强 乔长晟 《食品工业科技》 CAS 北大核心 2022年第16期18-25,共8页

为了解尿嘧啶对出芽短梗霉生长及合成普鲁兰多糖的内在机制,研究了尿嘧啶在普鲁兰多糖发酵过程中的最适添加量与最适添加时间。利用非标记(Label-free)定量技术和液相色谱-串联质谱技术比较出芽短梗霉发酵后期(88 h)的蛋白质组分,并对... 为了解尿嘧啶对出芽短梗霉生长及合成普鲁兰多糖的内在机制,研究了尿嘧啶在普鲁兰多糖发酵过程中的最适添加量与最适添加时间。利用非标记(Label-free)定量技术和液相色谱-串联质谱技术比较出芽短梗霉发酵后期(88 h)的蛋白质组分,并对其差异蛋白质进行生物信息学分析。结果表明:在48 h添加0.5 g/L的尿嘧啶对普鲁兰多糖的产量提高最为显著,在5 L发酵罐上验证,产量由70.13 g/L提高到86.27 g/L,提高了23%。进行蛋白质组分分析鉴定出80个差异性蛋白质,其中包括40个上调蛋白和40个下调蛋白(差异倍数>2,P<0.05),对这些差异蛋白进行聚类分析、GO功能富集分析、KEGG通路分析显示上述差异蛋白广泛涉及细胞过程、代谢过程等重要生物过程。差异蛋白质主要参与糖酵解、果糖和甘露糖代谢、乙醛酸和二羧酸代谢、丙酮酸代谢和TCA循环等代谢过程,最终引起普鲁兰多糖产量的变化。为进一步了解出芽短梗霉产普鲁兰多糖的代谢机理提供了分子基础。 展开更多

关键词 普鲁兰 尿嘧啶 蛋白质组学 液相色谱-串联质谱法(LC-MS)

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出芽短梗霉发酵液中聚苹果酸定量近红外模型的建立与应用 被引量：1

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作者 张英昊 薛照阳 +2 位作者 赵廷彬 殷海松 乔长晟 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期152-158,共7页

利用高效液相色谱法测量发酵液聚苹果酸浓度。联合使用间隔偏最小二乘法与移动窗口偏最小二乘法定位建模波段为5638~6024 cm-1。依次使用多元散射校正+标准正规化+Savitzky-Golay 55点平滑+一阶导数光谱的预处理方法结合前5维因子偏最... 利用高效液相色谱法测量发酵液聚苹果酸浓度。联合使用间隔偏最小二乘法与移动窗口偏最小二乘法定位建模波段为5638~6024 cm-1。依次使用多元散射校正+标准正规化+Savitzky-Golay 55点平滑+一阶导数光谱的预处理方法结合前5维因子偏最小二乘回归建模,可以达到最佳的拟合精度,模型内部验证集预测均方误差(root mean square error of prediction,RMSEP)为1.553 g/L,Rp为0.9700,外部验证集RMSEP为1.378 g/L,Rp为0.9924,配对t检验在95%置信度下的最大偏差分别为1.48 g/L和0.83 g/L,模型对同一样品的3次预测平行无显著差异。将模型应用于单因素培养基优化和诱变菌株样品的预测,结合配对t检验发现模型的预测误差较大,但是可以在样品间模型计算值偏差分别大于3.19 g/L和1.44 g/L的前提下可靠地比较聚苹果酸浓度的大小,从而验证近红外模型在培养基组分优化和诱变菌株筛选领域中的应用价值。 展开更多

关键词 近红外建模 偏最小二乘法 聚苹果酸 单因素培养基优化 诱变菌种筛选 配对t-检验

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磷酸甜菜碱对产黑色素短梗霉发酵产聚苹果酸的影响 被引量：1

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作者 杨东霖 李佳谦 +5 位作者 鲁亮 王舸楠 王纪 赵廷彬 殷海松 乔长晟 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第13期33-41,共9页

聚苹果酸是一种主要由微生物合成的有机生物高分子材料,可应用于生物制药与可降解材料等领域。该研究以产黑色素短梗霉(Aureobasidium melanogenum)为研究对象,探究磷酸甜菜碱对菌体发酵聚苹果酸的影响。结果发现:磷酸甜菜碱最适添加量... 聚苹果酸是一种主要由微生物合成的有机生物高分子材料,可应用于生物制药与可降解材料等领域。该研究以产黑色素短梗霉(Aureobasidium melanogenum)为研究对象,探究磷酸甜菜碱对菌体发酵聚苹果酸的影响。结果发现:磷酸甜菜碱最适添加量为0.9 g/L,5 L罐实验在通风量为8 L/min、恒定转速450 r/min的最适条件下聚苹果酸产量最后可达到53.10 g/L远高于空白组(17.29 g/L)。通过转录组分析发现,菌体的己糖激酶与磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶等关键酶表达量提高,说明菌体对糖的利用能力与聚苹果酸合成的能力增强,该研究为聚苹果酸工业化生产提供了一种可行方案,为磷酸甜菜碱在其他发酵领域中的应用提供了参考。 展开更多

关键词 产黑色素短梗霉 聚苹果酸 磷酸甜菜碱 工艺优化 转录组学

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枸杞果酒发酵工艺优化及营养功能成分分析 被引量：28

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作者 李少鹏 夏婷 +7 位作者 张竹君 赵宇轩 耿贝贝 任红萌 牛思思 乔长晟 余君伟 王敏 《中国酿造》 CAS 北大核心 2021年第7期94-100,共7页

该研究以新鲜枸杞为原料制备果酒,并对枸杞果酒营养功能成分进行分析。以初始糖度、酵母接种量、发酵温度和初始pH值为自变量,以感官评分为响应值,通过单因素和响应面试验优化枸杞果酒发酵工艺条件。结果表明,枸杞果酒的最佳发酵工艺条... 该研究以新鲜枸杞为原料制备果酒,并对枸杞果酒营养功能成分进行分析。以初始糖度、酵母接种量、发酵温度和初始pH值为自变量,以感官评分为响应值,通过单因素和响应面试验优化枸杞果酒发酵工艺条件。结果表明,枸杞果酒的最佳发酵工艺条件为初始糖度27°Bx,酵母接种量0.20%,发酵温度22℃,初始pH值5.0。在此优化条件下,枸杞果酒酒精度为12.24%vol,感官评分为91.80分。枸杞果酒中的营养成分总糖、蛋白质、氨基酸的含量分别为(2.27±0.16)g/100 mL、(0.62±0.04)g/100 mL、(588.12±10.23)mg/100 mL;功能成分总多酚、总黄酮、多糖和甜菜碱的含量分别为(1.88±0.06)mg没食子酸当量(GAE)/mL、(1.63±0.03)mg芦丁当量(RE)/mL、(7.17±0.01)mg/mL和(2.55±0.04)mg/mL。 展开更多

关键词 枸杞 果酒 响应面法 发酵工艺 营养成分 功能成分

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高产聚苹果酸黑色素短梗霉CGMCC18996全基因组组装注释及关键蛋白分析

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作者 王舸楠 李佳谦 +5 位作者 李雨桐 陈世伟 王淑贤 赵廷彬 贾士儒 乔长晟 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期213-219,共7页

通过PacBio Sequel II及Illumina NovaSeq 6000测序平台对高产聚苹果酸(polymalic acid,PMLA)产黑色素短梗霉(Aureobasidium melanogenum)基因组进行测序,对测序得到的下机文件进行组装,并结合转录组数据进行基因结构注释。结果表明,产... 通过PacBio Sequel II及Illumina NovaSeq 6000测序平台对高产聚苹果酸(polymalic acid,PMLA)产黑色素短梗霉(Aureobasidium melanogenum)基因组进行测序,对测序得到的下机文件进行组装,并结合转录组数据进行基因结构注释。结果表明,产黑色素短梗霉基因组中共有6202个基因,主要参与碳水化合物转运及代谢、氨基酸转运代谢、转录后修饰、RNA加工及修饰等生物活动。功能注释结果显示基因组中有大部分基因与过氧化物体有关,进而对菌株进行透射电镜拍摄,发现菌体中存在圆形的类过氧化物体(乙醛酸体)结构,提示菌体可通过乙醛酸循环途径生成苹果酸。最后,对可能与PMLA合成有关的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶激酶和苹果酸合成酶进行了蛋白质结构预测,发现这两种蛋白可能具备合成苹果酸的能力。本研究结果可为产黑色短梗霉菌株的PMLA代谢提供一定的参考,同时,组装的基因组文件已上传至相关数据库,为后续的菌株开发利用提供基础。 展开更多

关键词 聚苹果酸 产黑色素短梗霉 基因组测序 基因组组装 蛋白质预测

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γ-聚谷氨酸对设施草莓的提质增效作用

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作者 仝雅娜 张宏 +3 位作者 贾轶丹 李政 杨丽芳 乔长晟 《天津农业科学》 CAS 2022年第9期25-29,共5页

为了进一步挖掘γ-PGA对设施草莓提质增效的作用,以‘津韵1号’草莓为供试材料,以土壤为培养介质,设置5个不同的γ-PGA施用处理,分别为对照、不打农药(T1)、减少农药(T2)、减少肥料(T3)、减少水量(T4),研究日光温室中γ-PGA对草莓果实... 为了进一步挖掘γ-PGA对设施草莓提质增效的作用,以‘津韵1号’草莓为供试材料,以土壤为培养介质,设置5个不同的γ-PGA施用处理,分别为对照、不打农药(T1)、减少农药(T2)、减少肥料(T3)、减少水量(T4),研究日光温室中γ-PGA对草莓果实生长、产量以及品质的影响。结果表明:减少农药、减少肥料、减少水量,配施一定量的γ-PGA,平均单果质量、平均产量、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖含量均高于对照。T2、T3、T4平均产量分别高出对照10.76%,8.42%,22.40%,可溶性固形物分别提高9.18%,1.02%,5.10%。减少25%的农药使用量,加入3%γ-PGA,能有效的控制蚜虫、红蜘蛛、地老虎等虫害的发生。综上,合理施用γ-PGA有助于促进草莓产量和品质的提升。 展开更多

关键词 草莓 Γ-聚谷氨酸 产量 品质

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