柠檬酸钠对L–缬氨酸发酵及代谢流量分布的影响

以黄色短杆菌XV0505为供试菌,研究柠檬酸钠对L–缬氨酸发酵的影响,同时应用MATLAB软件和代谢流量分析方法,定量研究柠檬酸钠对L–缬氨酸发酵中后期胞内代谢流量分布的影响.结果表明,添加2.0 g/L柠檬酸钠可提高L–缬氨酸产量,同时不影响菌体生长.添加柠檬酸钠后,L–缬氨酸生物合成的代谢流从41.42增长至45.87,较未添加前提高了10.74%.合成副产物L–丙氨酸和HAc的代谢流明显减少,分别降低了21.10%和32.47%.因此,添加柠檬酸钠能够扰动L–缬氨酸生物合成途径关键节点代谢流量分布,有利于减少副产物的生成,提高L–缬氨酸生物合成途径的代谢流量.     

谷氨酸棒杆菌发酵生产1,5–戊二胺的代谢流分析

为了提高糖类的利用效率,加强糖类代谢向生成尸胺的方向流动,提高尸胺产量,对谷氨酸棒杆菌合成尸胺的代谢网络进行分析,找出影响尸胺合成的代谢流量分配规律和关键节点,并通过改变溶氧及添加辅酶NADPH对关键节点进行验证.结果表明:6–磷酸葡萄糖和丙酮酸是影响碳源流向尸胺合成的关键节点,增强磷酸戊糖途径(HMP)和三羧酸循环(TCA)可以弱化由6–磷酸葡萄糖生成6–磷酸果糖和由丙酮酸生成乳酸,促进碳源向合成尸胺的方向流动,从而有效地提高尸胺产量(产量增幅为77.8%).该研究为高产尸胺的谷氨酸棒杆菌工程菌种改造以及发酵控制提供了理论基础.     

基于途径分析的L-苏氨酸发酵过程优化

以L-苏氨酸生产菌株TRFC为供试菌株,在拟稳态下基于途径分析对发酵过程作出理论分析,并对发酵过程进行优化.通过途径分析方法确定L-苏氨酸合成代谢途径的11种基本模型,其中模型1、3、4、6、9、11最高理论产率为86%.根据途径分析结果,提出L-苏氨酸产生菌的发酵控制策略,并进行摇瓶及发酵罐实验验证.结果表明:在添加葡萄糖酸钠发酵过程中,L-苏氨酸产量与葡萄糖为唯一碳源时相比反而降低;且充分供氧达20%时,代谢流大量涌入目的产物,L-苏氨酸产率最大.     

柠檬酸钠对L-异亮氨酸发酵及代谢流量分布的影响

分析黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)中L–异亮氨酸生物合成途径得知,添加柠檬酸钠利于L–异亮氨酸发酵.通过考察柠檬酸添加量对副产物含量、菌体生物量、菌体比生长速率及L–异亮氨酸产量的影响,得出柠檬酸钠的最适添加量为2.0 g/L.应用代谢流分析方法研究了柠檬酸钠对L–异亮氨酸发酵中后期细胞内代谢流分布的影响.结果表明,在初始发酵培养基中添加2.0 g/L柠檬酸钠后,合成副产物的代谢流量明显减少,EMP途径代谢流从63.34减弱至46.54,而L–异亮氨酸的生物合成代谢流增长至23.28,较添加前提高了5.91%,且产量提高了7.87%.因此,发酵过程中添加柠檬酸钠可有效减少副产物的生成,提高L–异亮氨酸生物合成途径的代谢流量.     

溶氧及植物激素对红发夫酵母生长与虾青素合成的影响

研究了在含挡板的凹槽(高溶氧)摇瓶培养中添加不同植物激素对红发夫酵母(Phaffia rhodozyma)生长及虾青素合成的影响.结果表明:凹槽摇瓶培养能明显提高细胞生物量和虾青素产量,凹槽摇瓶培养下添加植物激素的最佳条件为0h时添加0.25mg/L 6-苄基腺嘌呤;在最适条件下,虾青素的最大产量和产率分别为58.02mg/L和3.512mg/g,较对照组分别提高了24.56%和10.65%.这说明在细胞生长过程中添加适量植物激素6-苄基腺嘌呤有利于虾青素合成,为红发夫酵母生产虾青素的高密度规模化生产奠定了基础.     

适冷菌Pseudomonas extremaustralis PF中海藻糖的合成途径及TreS基因的克隆

通过对一株高寒冰缘植物内生适冷假单胞菌Pseudomonas extremaustralis PF的研究,发现该菌中同时存在TPS/TPP,TreY/TreZ和neS三种海藻糖合成途径,其中TreS途径的合成酶活性最高.对该菌的海藻糖合成酶TreS的基因进行克隆,得到一个新的TreS基因PFTreS,该基因与已报道的细菌TreS基因在核酸序列上表现出较高的同源性(最高达80.2%).根据基因序列预测的PFTreS氨基酸序列具有TreS酶的催化功能保守区,与假单胞菌P.fluorescens Pf-5的TreS有很高的同源性.这些结果表明了Pseudomonas extremaustralis中海藻糖的合成特性,为进一步揭示海藻糖的合成与Pseudomonas extremaustralis PF的低温响应机制的关系奠定了基础.     

用于纯化大黄素的分子印迹聚合物的制备与性能测试

采用本体聚合的方法,以1,8-二羟基蒽醌为模板分子、丙烯酰胺为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂、丙酮为溶剂,合成了分子印迹聚合物,并对大黄素吸附性能和选择识别能力进行了研究.结果表明,1,8-二羟基蒽醌分子印迹聚合物对大黄素较好的选择性.     

玉米浆对肠膜状明串珠菌菌株成链和右旋糖酐产量的影响

通过在培养基中分别添加不同量的玉米浆和芳香族氨基酸,经显微观察肠膜状明串珠菌的成链情况及测定右旋糖酐产量,发现培养基中玉米浆和芳香族氨基酸的添加量直接影响着肠膜状明串珠菌菌体的形态和右旋糖酐产量.研究表明玉米浆中所含的芳香族氨基酸是影响肠膜状明串珠菌在生长过程中出现链状和提高右旋糖酐产量的因素之一.     

热能与动力工程专业实验教学体系改革与实践

以谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)CICC20887为生产菌株,采用单因素实验研究了发酵工艺条件对L-缬氨酸产量的影响.结果表明,该菌发酵生产L-缬氨酸的适宜初糖浓度、生物素添加量、VB1添加量、玉米浆添加量分别为90g/L、80μg/L、0.20mg/L、30g/L,发酵期间,24h前pH值应控制在6.5～6.7、后48h应控制在7.0～7.2,温度30～31℃,发酵周期应控制在66～72h.     

海洋嗜盐古菌功能物质利用的遗传工程技术研究报告

极端嗜盐古菌是古菌域的一个重要生理类群,可以产生具有重要价值的产品,如生物可降解塑料PHBV和生物纳米材料紫膜等,但相关基础研究及生物技术亟待加强。该研究以重要海洋嗜盐古菌为材料,在基因组水平开展了其重要功能物质生物可降解塑料PHBV合成关键基因和途径的解析,以及其遗传、代谢及生物工程利用技术的研究,已取得如下研究成果:(1)完成了两株产PHA的极端嗜盐古菌的基因组注释和分析工作,通过基因敲除等手段,鉴定100多个与PHA代谢、碳源利用及调控相关的新基因,包括合成PHBV的关键酶基因pha A、bkt B、pha B、pha E和pha C;PHA颗粒结构蛋白编码基因pha P;以及一系列PHBV途径特异性基因等,形成了对嗜盐古菌PHA合成生物学的系统认识。(2)结合功能基因组及分子生物学技术,首次揭示极端嗜盐古菌合成PHBV独特的代谢途径,尤其是发现了4条可利用非相关碳源合成丙酰-Co A,进而为合成高质量PHBV提供3HV前体的独特的代谢途径。还利用功能基因组学等方法,在基因组水平研究了嗜盐古菌PHA可能的代谢调控机制。(3)构建了两株极端嗜盐古菌高效遗传操作系统,尤其是高效的基因敲除体系和基因表达系统。通过敲除富盐菌胞外多糖的编码基因,获得了PHBV产能优化的工程菌株。(4)建立了富盐菌及其工程菌生产生物塑料PHBV的5L发酵缸发酵工艺,发酵水平由前期的2 g/L提高到25.15 g/L(占细胞干重的50%);同时,发现该菌可利用更加廉价的几丁质和水解的纤维素作为碳源积累较高水平的PHBV。发酵条件的优化和廉价碳源的使用明显降低了PHBV的生产成本。该研究开辟了PHBV在古菌域中的遗传工程研究与开发的新领域,揭示了极端嗜盐古菌PHBV合成关键基因及其独特的代谢途径,研发了相关遗传操作与发酵技术,获得了性能提高的工程菌。这不仅为生产优良性能的PHBV提供了理论指导,还为降低PHBV生产成本,向实现其工业化生产迈进了重要的一步。