(李宪臻)生物转化微生物研究中.ppt

* 生物转化， 微生物研究中的古老而新兴科学 李宪臻 （大连轻工业学院 生物与食品工程系） 生物转化 微生物 酶蛋白 采用生物学方法改变物质的结构或组成使功能发生改变 生物活性物质 生物制药 生物能源 环境保护 化学工业 筛选和分离微生物及其酶的有效途径和方法 食糖(蔗糖) 1、次生代谢酶在生物转化中的应用 —— 异麦芽酮糖合成酶生产菌的筛选 蔗糖替代品 相似蔗糖甜味 非血糖性 非踽齿性 非胃肠不适性 异麦芽酮糖 R1 R5 R12 R39 L3 L4 L8 L16 L21 标准品 LX3 LX21 葡萄糖/ 果糖 蔗糖 异麦芽酮糖 TLC检测确认异麦芽酮糖生产菌 16s rRNA序列产生的系统发育树 0.01 Klebsiella singaporensis K. Singaporensis异麦芽酮糖合成酶的产物更纯 Suc, sucrose Fru, fructose Iso, Isomaltulose Suc Fru Iso LX21 LX3 Mark ATCC 29283 ATCC 15928 Trehalulose Glucose/Fructose 蔗糖（?-1,2-） 异麦芽酮糖（ ?-1,6-） Trehalulose（ ?-1,1-） 葡萄糖 果糖 异麦芽酮糖合成酶 蔗糖转化率：100% 产品得率：100% 自身不利用 次生代谢酶 2、生物转化中的嗜极端酶 人参皂苷-Rh2具有较强的抗癌作用 含量甚微 人参皂苷-Rg3的获得相对容易 --稀有人参皂甙的生物转化 人参皂甙酶 -Rg3 -Rh2 人参皂甙酶II -Rd 人参皂甙酶III C-K 人参皂甙酶IV Rh1 人参皂甙酶I Rh2 鼠李糖、葡萄糖基 6—C 微生物 人参皂甙酶Ⅳ 以双糖为单位 3—C 微生物 人参皂甙酶Ⅲ 葡萄糖、木糖、阿拉伯糖基 20—C 微生物 植物 人参皂甙酶Ⅱ 葡萄糖、木糖、阿拉伯糖基 3—C 20—C 微生物 植物 人参皂甙酶Ⅰ 糖配基 糖苷键 酶来源 酶种类 一般发酵条件不产，极端发酵产酶 不选择糖基、选择甙元 嗜极端酶 3、天然纤维素降解中的微生物真酶 纤维素的晶体结构阻碍了纤维酶的催化反应 纤维素酶多借鉴于淀粉酶系的研究思路 胞外纤维素酶（A）和纤酶小体（B）的纤维素降解模式 纤维素生物转化面临的困境 纤维素降解酶系的活性表征是真纤维酶？ 现有的纤维素酶多以纤维素衍生物（CMC）为底物，而非真正的纤维素分子 为什么活菌可以而酶不能？ 吸附作用的目的是什么？ 纤维素结晶区的降解是如何被启动的？ 小分子起始酶？ 游离基？ 4、病原微生物预防中的寡糖 直接与细菌/病毒感染、癌转移和细胞间的识别过程有关 寡糖 生物信息分子 糖组学 三种生物信息携带者之一 寡糖结构与功能 大豆病原菌大雄疫霉(Phytophthora sojae)胞壁中具有植保素诱导活性的葡聚七糖 诱导 自我防御反应 植保素 诱导植物防御反应 聚合度 侧链 非还原性末端 寡糖活性 带电状态 黑腐病 Xanthomonas campestris pv. campestris 胞外多糖：黄原胶 致病因子 Xanthan lyase Xanthan lyase ?-D-Glucanase ?-D-Glucanase ?-D-Glucosidase Unsaturated glucuronyl hydrolase ?-D-Mannosidase 部分纯化酶的黄原胶降解进程 粘度 菌体 还原糖 Microbacterium sp. LX生长中对黄原胶的降解 ? ? 野油菜黄单孢菌抑菌试验 对产胶的影响 对细菌生长的影响 纤维素酶 蛋白酶 某些行为需要集体作用! 群体感应效应 5、病原微生物信号分子的阻断 自体诱导信号分子Autoinducer 致病作用 细胞间的语言交流 Autoinducer的种类 Autoinducer抑制剂？ Autoinducer抑制剂 *