【正文】 HA發(fā)酵的影響 添加 H2O2/抗壞血酸對流體力學(xué)影響 48 Transglutaminase (TGase, Protein glutamine γglutamyltransferase, EC ) 舉例 5： Transglutaminase: Activation Mechanism and Fermentation Optimization ? 通過 Nε(γ谷酰胺 ) 賴氨酸鍵交聯(lián)蛋白質(zhì) ? 催化蛋白質(zhì)中 Gln的 γ羧酰胺基與伯胺間發(fā)生轉(zhuǎn)移反應(yīng) ? 蛋白質(zhì)脫酰胺作用 ? 通過形成脂鍵共價(jià)連接蛋白質(zhì)和脂肪酸的長鏈 ω羥基 ? 目前唯一商業(yè)化并大規(guī)模生產(chǎn)的可在蛋白質(zhì)間形成共價(jià)交聯(lián)的酶制劑 49 Activation Mechanism of Transglutaminase PreProTGase TA PCT AB 抑制因子復(fù)合物沉淀+活化 TGaseCT AB+TA P 抑制因子復(fù)合物從細(xì)胞分泌抑制因子TA P+細(xì)胞復(fù)合物沉淀抑制因子復(fù)抑制因子復(fù)抑制因子復(fù)從細(xì)胞分泌從細(xì)胞分泌抑制因子 Secreted from cells folding ProTGase Inhibitor (TAPI) Inhibition Proteaseinhibitor plexs activation Serine Protease MetalloProtease TGase Proregion (AAs) + Dongxu Zhang, Jing Wu, Miao Wang, Guocheng Du, Jian Chen. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2022 (in press). DIO:Dongxu Zhang, Miao Wang, Guocheng Du, Qingxin Zhao, Jing Wu, Jian Chen. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2022, 56 (9): 3403–3408. TAPI: surfactant protein 舉例 5： Transglutaminase: Activation Mechanism and Fermentation Optimization 50 根據(jù)該 TGase活化模型：在發(fā)酵過程的產(chǎn)酶初期 : *添加 10 mg/mL的 CTAB，使發(fā)酵過程酶活提高 %； *添加 1000 U/mL的胰蛋白酶，使發(fā)酵過程酶活提高 %。 舉例 5： Transglutaminase: Activation Mechanism and Fermentation Optimization 51 Transglutaminase Fermentation Glucose G6P F 6P GAP G3P P EP P y r O AA R 5P His S er C y s T r p P he T y r Ala V al L e u Asp Gl y L y s Thr Met Asn I l e Ac C oA Cit AKG Glu P r o Ar g Gln A m i no ac i ds for ot her p r ot eins A m i no ac i ds for TG ase His C y s S er Gl y T r p P he T y r Ala V al L e u Asp Asn Met Thr L y s I l e Gln Ar g P r o Glu Determine of culture medium by Analysis of amino acid metabolism using mass balances Amino acid metabolic anylysis of Streptomyces Mobaraense Guoliang Yan, Guocheng Du, Yin Li, Jian Chen, Jianjing Zhong. Process Biochemistry. 2022, 40:963968. M. Y. Zheng, Guocheng Du, J. Chen. Enzyme and Microbial Technology， 2022， 31(4):477481 . Twostage pH and agitation speed control strategy for TGase fermentation. DO1 DO2 DO2 DO1 pH1 pH2 舉例 5： Transglutaminase: Activation Mechanism and Fermentation Optimization 52 舉例 6： 益生菌干預(yù)食品中生物毒素的機(jī)理與過程控制 某些益生菌可以吸附毒素，形成菌體 毒素復(fù)合體，當(dāng)微生物形成復(fù)合體后，較易與毒素一起排出體外，減少毒素在腸道的吸收，從而降低毒素的危害。 食品污染有微囊藻毒素 (MC) 具有強(qiáng)烈的肝毒性和腫瘤促進(jìn)作用 菌體－毒素復(fù)合體排出 生物毒素廣泛存在于污染的主產(chǎn)糧食作物、動植物性食品和生活飲用水中。 研究背景 53 吸附動力學(xué)模型 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 吸附結(jié)合位點(diǎn) 益生菌對生物毒素的吸附過程模型解析及作用機(jī)制評價(jià) 代謝指紋 代謝網(wǎng)絡(luò) 2D 電泳 生物芯片 益生菌干預(yù)生物 毒素的代謝過程解析及調(diào)控 TIM 績效評價(jià) 動物實(shí)驗(yàn) 高危人群實(shí)驗(yàn) 益生菌干預(yù)生物毒素的績效關(guān)系評價(jià) 益生菌的表面分子結(jié)構(gòu)及其毒素吸附與轉(zhuǎn)化功能分子改造 表面分子毒素吸附作用解析 毒素轉(zhuǎn)化代謝解析 表面修飾及分子改造 舉例 6： 益生菌干預(yù)食品中生物毒素的機(jī)理與過程控制 研究方法 54 總體目標(biāo)：系統(tǒng)控制與優(yōu)化 發(fā)酵 酶轉(zhuǎn)化 分離提取 一級加工 主產(chǎn)物 副產(chǎn)物 ……… . 分離濃縮 發(fā)酵 酶轉(zhuǎn)化 分離提取 產(chǎn)物 1 產(chǎn)物 2 ……… . 二級加工 有機(jī)廢物 (廢水 ) 厭氧酸化 好氧發(fā)酵 產(chǎn)物 1 產(chǎn)物 2 三級加工 原料 兩級發(fā)酵資源化過程技術(shù) 舉例 7：多級生物轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn) 55 H O O HO HC l C lO HOC H C H2H2CC lHOO HOH O O HOH O HO HOH O O HO HOH O O HOOH O O HO HOOH O O HOOOH OO HOOH O O HP P TO HO HOOOH O H2CH O O R1O HR2O O R1O Hm o n o , d i a n d t r i t e r t b u t y l e t h e r s a s o x y g e n a t e f u e l sH O O O HO HnP o l y g l y c e r o l sM o n o g l y c e r i d eD i a c y l g l y c e r o lG l y c e r o l c a r b o n a t e1 , 2 P r o p a n e d i o l1 , 3 P r o p a n e d i o lG l y c e r o lA c r o l e i n A c r y l i c a c i dD i c h l o r o p r o p a n o lE i c h l o r o h y d r i nH y d r o x y p y r u v i c a c i dO x a i c a c i dT a r t r o n i c a c i dM e s o x a l i c a c i dG l y c e r a l d e h y d eG l y c e r i c a c i dD i h y d r o x y a c e t o n eO x i d a t i o nD e h y d r a t i o n O x i d a t i o nC h l o r i d a t i o nE t h e r i f i c a t i o nE t h e r i f i c a t i o nE s t e r i f i c a t i o nE s t e r i f i c a t i o nR e d u c t i o nR e d u c t i o nO x i d a t i o n甘油 二羥基丙酮 1,3丙二醇 1,3丙二醇 二羥基丙酮 副產(chǎn)物：甘油 分離濃縮 二級生物轉(zhuǎn)化 主產(chǎn)物：生物柴油 。 。 多產(chǎn)物聯(lián)產(chǎn) 一級生物轉(zhuǎn)化 舉例 6：多級生物轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn) 56 初始微生物群落富集 有機(jī)成分的合理組合 生態(tài)因子的調(diào)控 種群或群落選擇性抑制劑 適宜的預(yù)處理技術(shù) 有機(jī)廢物 利用有機(jī)酸菌種構(gòu)建 代謝途徑分析 發(fā)酵過程優(yōu)化 環(huán)境條件控制 純培養(yǎng)發(fā)酵技術(shù) 混合培養(yǎng)發(fā)酵技術(shù) 厭氧酸化 好氧發(fā)酵 生化產(chǎn)品 舉例 6：多級生物轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn) 57 謝謝！