摘要:谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase，GAD)是一种磷酸吡哆醛(pyridoxal-5′-phosphate，PLP)依赖性酶，广泛存在于自然界的动植物和微生物中，在酸性环境下发生结构变化，不可逆地催化l-谷氨酸或谷氨酸盐α-脱羧生成γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)。γ-氨基丁酸在人体中作为一种抑制性神经递质，具有重要的生理功能，可以被广泛应用于食品和制药工业中。本文就谷氨酸脱羧酶结构及催化机制的研究进展进行概述。

摘要:【背景】细胞内外物质的交换速率对全细胞转化活力具有重要影响。【目的】探讨乙醇对全细胞谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase, GAD)表观活力的影响，提高屎肠球菌全细胞转化法合成γ-氨基丁酸的产量。【方法】通过比较乙醇对GAD纯酶和全细胞GAD酶学特性、细胞结构、细胞膜通透性等的影响，探究乙醇对全细胞GAD活力的促进机制。【结果】低浓度乙醇对全细胞GAD活力有显著促进作用，最适浓度为7.5%；在该浓度下，全细胞GAD表观活力提升41.63%，乙醇对全细胞GAD最适反应pH无影响，但降低了全细胞GAD活力对胞外pH变化的敏感性，减小了米氏常数(Km)；7.5%乙醇对GAD纯酶影响不显著(P>0.05)，未造成GAD外泄和细胞破损，仅在与细胞共存的反应体系才具有促进作用。结果表明，7.5%乙醇可改变细胞的透性，提升细胞传质速率，从而促进全细胞GAD的表观活力。【结论】乙醇价格低廉、安全性高，对全细胞GAD的促进作用在GABA工业上具有很好的应用前景。

摘要:【背景】 谷氨酸脱羧酶广泛存在于生物体内，其催化产物γ-氨基丁酸是哺乳动物重要的抑制性神经递质。目前，微生物来源的谷氨酸脱羧酶在热和酸碱条件下仍不够稳定。【目的】 挖掘肠道微生物的谷氨酸脱羧酶基因，异源表达并研究其酶学性质，为γ-氨基丁酸的生物合成提供酶原。【方法】 从倭蜂猴粪便微生物宏基因组扩增谷氨酸脱羧酶基因，在大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)中进行异源表达、酶学性质研究及全细胞合成γ-氨基丁酸的应用。【结果】 获得谷氨酸脱羧酶基因Xby1_8，重组酶Xby1_8分子量为54.46 kDa，最适作用条件为pH 5.0、55 ℃，Km和Vmax分别为(10.2±1.5) mmol/L和(3 574.0±198.3) μmol/(min·mg)，较其他微生物来源的谷氨酸脱羧酶具有最高比活3 106.2 U/mg。Xby1_8具有较好的pH和温度稳定性，pH 4.0–8.0或30–50 ℃处理1 h，剩余酶活仍高于100%。在l-谷氨酸浓度260 mmol/L，反应温度55 ℃，细胞浓度OD600为3.5条件下反应2.5 h，重组菌E. coli/Xby1_8全细胞催化制备γ-氨基丁酸的转化率为100%。【结论】 从粪便微生物宏基因组中获得谷氨酸脱羧酶基因Xby1_8，并成功在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。重组酶Xby1_8的pH和温度稳定性较好，重组菌E. coli/Xby1_8全细胞催化制备γ-氨基丁酸具有较高的转化率，在食品、工业等领域具有潜在的应用价值。

摘要:【背景】委内瑞拉链霉菌Snea253是本实验室前期获得的具有杀植物线虫活性的生防放线菌，通过生物信息学分析，γ-氨基丁酸转氨酶基因(gabT)是参与Snea253碳代谢的重要基因之一。【目的】明确gabT基因通过调控Snea253的γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid，GABA)代谢通路，从而影响菌株的活性。【方法】以紫外诱变所得弱毒株(Snea253-R)为材料，以南方根结线虫为靶标，在弱毒株中过表达gabT基因，通过酶联免疫法(ELISA)和高效液相色谱法(HPLC)分别检测菌株中GABA和下游代谢产物琥珀酸的含量及杀线虫活性，同时检测在不同碳源培养条件下野生型菌株gabT基因表达水平、产物含量和杀线虫活性。【结果】过表达菌株R-pIB139的gabT基因上调表达，GABA含量降低，琥珀酸含量升高，杀线虫活性提高了39%；在8种不同碳源培养条件下，gabT基因在野生株中相对表达量较高的培养基碳源是可溶性淀粉和玉米淀粉，其发酵液中GABA含量较低，发酵液中下游代谢产物增多，杀线虫活性较高。【结论】通过改变gabT基因的表达，明确GABA支路在调控Snea253代谢以提高杀线虫的过程中发挥重要作用。

摘要:【目的】在中国传统发酵泡菜中分离出高产?γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)的乳酸菌。【方法】对分离自泡菜中的菌株M1进行形态观察、生理生化特性鉴定及其16S rDNA序列分析, 实验采用单因素和正交设计对以MRS培养基为基础的GABA发酵培养基与摇瓶发酵条件进行了优化。【结果】菌株M1的形态培养和生理生化特征均符合肠球菌属(Enterococcus)特征, 其16S rDNA序列与Enterococcus raffinosus SS1278 16S rDNA序列同源性达 99%, 鉴定为棉子糖肠球菌(Enterococcus raffinosus)。优化该菌株产GABA的发酵培养基的实验发现, 最佳摇瓶发酵条件为: 接种量10%, 发酵温度30 °C, 培养初始pH 5.5, 发酵周期60 h, 谷氨酸一钠底物浓度 10%, GABA产量提高了1.22 倍。【结论】棉子糖肠球菌(E. raffinosus) M1菌株具有工业化发酵生产GABA的潜力。