雅致枝霉TE7-15发酵生产γ-亚麻酸的实验研究

研究了温度、时间、碳源和氮源对雅致枝霉诱变株TE7- 15的菌体生长、油脂积累及GLA合成的影响 ,确定了TE7- 15菌株适宜的摇瓶发酵培养条件 ,使其菌体生物量达到 19 0 4g/L ,GLA产量达到10 79 95mg/L ,可以满足工业化生产的要求     

拉曼被孢霉F5发酵生产γ-亚麻酸的研究

对拉曼被孢霉突变株F5发酵生产γ-亚麻酸的最适碳源、氮源、发酵时间及温度、无机盐离子添加、最适碳源浓度及补加碳源时间等发酵条件进行了研究探讨.最适发酵培养基组成为(g/L):葡萄糖100,酵母浸出粉4,蛋白胨1,K2HPO4 1,CaCl2 1×10-2,MgSO45×10-2,FeSO4 1×10-2,ZnSO4 7.5×10-3,CuSO4 0.5 × 10-5,MnSO4 2×10-3,pH 6.0.培养温度为25℃,140r/min振荡培养10天,培养8天后(即收获前2天)补加5%葡萄糖.发酵结果为:DC24.59g/L,TL 10.84g/L,TL/DC44.09%,GLA/TL10.67%,GLA产量为1156.63 mg/L. GLA产量较初始结果提高156.15%.该菌株已达到工业化生产菌株要求.     

全细胞催化生产苯乙酰-7-氨基-3-脱乙酰氧基头孢烷酸的条件优化

头孢类抗生素由于广谱性和低毒性被广泛用于细菌感染的治疗。7-氨基-3-脱乙酰氧基头孢烷酸(7-aminodeacetoxycephalosporanic acid,7-ADCA)作为半合成头孢类抗生素的重要中间体,需求量逐渐增加,而7-ADCA主要由G-7-ADCA(苯乙酰-7ADCA)脱酰基得到。工业上多以化学法合成G-7-ADCA,成本高,污染严重。迫切需要对环境友好且经济高效的合成方法。在前期研究中,构建了一株可以将青霉素G转化为G-7-ADCA的代谢工程菌(E.coli H7/PG15)。本研究通过单因素试验对E.coli H7/PG15的G-7-ADCA合成过程进行优化,包括底物组成及其最适浓度,转化条件(菌体浓度、p H、青霉素浓度、MOPS浓度、葡萄糖浓度,铁离子浓度和时间等)。优化后,建立了全细胞催化法生产G-7-ADCA的工艺流程,使G-7-ADCA的产量稳定在15 mmol/L左右,转化率达到30%,具有操作简便、高效和经济的优势。     

pH值对D-核糖发酵的影响及补料发酵的研究

研究了不同 pH值对D 核糖产量的影响。发酵初期pH自然下降时有利于菌体生长 ,菌体生长对数期较长 ,菌体质量浓度最高可达 15 .3g/L ;发酵中后期 pH值控制在 7.0时有利于D 核糖的持续合成 ,同时对D -核糖的流加补料发酵进行了初步研究 ,最终使菌体质量浓度最高达到 2 0 .1g/L ,D 核糖产量达到了 6 2 .5g/L。     

微粒体膜苹果酸酶活性与γ-亚麻酸含量的关系

用能生产不同GLA含量的油脂的被孢霉为试验材料,研究菌体所产油脂的GLA含量与菌体的微粒体膜结合的苹果酸酶活性之间的关系。结果表明,微粒体膜的苹果酸酶活性与菌体油脂的GLA含量存在显著的正相关关系,由苹果酸酶原位产生的NADPH是微粒体膜磷脂上脂酰基完成会饱和作用的关键所在,胞基质中的NADPH在脂肪酸的延长和去饱和中不能发挥作用。     

微粒体膜苹果酸酶活性与γ-亚麻酸含量的关系

用能生产不同GLA含量的油脂的被孢霉为试验材料,研究菌体所产油脂的GLA含量与菌体的微粒体膜结合的苹果酸酶活性之间的关系。结果表明,微粒体膜的苹果酸酶活性与菌体油脂的GLA含量存在显著的正相关关系,由苹果酸酶原位产生的NADPH是微粒体膜磷脂上脂酰基完成会饱和作用的关键所在,胞基质中的NADPH在脂肪酸的延长和去饱和中不能发挥作用。     

（S）-（-）-β-羟基苯丙酸乙酯的微生物法合成

采用酿酒酵母CGMCC No．2266菌体,不对称还原β-羰基苯丙酸乙酯制备光学纯（S）-（-）-β-羟基苯丙酸乙酯。结果表明：采用初始pH为8．0的液体发酵培养基培养的CGMCCNo．2266菌体经过50℃预热处理30min后用于生物转化获得的（S）-（-）-G-羟基苯丙酸乙酯对映体过剩值可以达到100％ee。确定了合成（S）-（-）-β-羟基苯丙酸乙酯的较佳转化条件为pH7．0,温度30℃,转化时间24h,底物浓度为3．63mmol／L,菌体用量为86g/L（干重／反应体积）。以10％葡萄糖为辅助底物,产率比不加辅助底物时提高了75．4％。在最佳转化条件下反应转化率及（S）-（-）-β-羟基苯丙酸乙酯对映体过剩值可分别达到98．4％和100％ee。     

羰基还原酶不对称还原（R）-6-氰基-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯

选择R-羰基还原酶和葡萄糖脱氢酶双酶,协同催化（R）-6-氰基5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯不对称还原制备阿托伐他汀关键手性合成子6-氰基-（3R,5R）-二羟基已酸叔丁酯。转化条件优化结果显示：在不添加外源性辅酶NADP（H）、菌体用量15．0g/L、147．0g/L（R）-6-氰基-5-羟基-3-羰基己酸叔丁酯、128．2g／L葡萄糖,30℃、pH6．5条件下反应6h后,底物转化率达到100％,产物d．e．值大于99．5％。     

用抗性筛选法选育γ-亚麻酸(GLA)高产菌株

以深黄被孢霉 (Mortierellaisabellina)为出发菌株 ,经紫外线诱变处理 ,采用抗性筛选法 ,直接在梯度平板上挑取抗脂肪酸脱氢酶抑制物抑芽丹 (maleichydrazide)的菌株进行初筛 ,然后经摇瓶发酵法测定相关性能指标进行复筛 ,获得一株生产性能比出发菌株显著提高的突变株M₈₀ ,其菌体收率达 25.10 g/L、油脂产率达 12.35g/L、γ 亚麻酸 (GLA)产率达771.88mg/L。     

少根根霉γ-亚麻酸高产菌株选育及发酵条件优化

经过He-Ne激光复合氯化锂对孢子诱变,以及He-Ne激光处理原生质体的方法,从一株产γ-亚麻酸(GLA)的原始菌株少根根霉(Rhizopus arrhizus)R8中选育出突变株RC378,摇瓶培养菌体油脂含量47.8%,其中GLA占油脂的12.6%,比原始菌株油脂含量提高了130.8%,GLA含量提高了276.7%。突变株油脂组分较原始菌株具明显差异。以麸皮、玉米粉为主要原料固态发酵干基油脂含量保持在9.4%~12.9%, GLA含量在9.8%~12.6%。     

β-葡萄糖苷酶与透明颤菌血红蛋白在大肠杆菌中的共表达

为解决大肠杆菌高密度发酵生产β-葡萄糖苷酶过程中溶氧不足的问题,分别采用双顺反子和T7启动子系统在Escherichia coli中引入透明颤菌血红蛋白(VHb)以改善溶氧的利用、提高菌体的生物量,进而增加β-葡萄糖苷酶的产量。以双顺反子形式诱导表达VHb时,在摇瓶低溶解氧条件下的最高生物量达到4.24±0.29(OD_(600)),与无VHb表达的对照组相比提高了35.03%,同时β-葡萄糖苷酶发酵酶活达到了(9.78±0.55)U/m L,比对照组提高了25.38%。在3 L发酵罐中使用双顺反子形式共表达VHb时,β-葡萄糖苷酶发酵总酶活达到141.23 U/m L,与无VHb表达的对照相比提高了35.57%。以T7启动子对VHb进行表达后,在摇瓶和发酵罐中β-葡萄糖苷酶的发酵酶活均低于对照组。这些结果表明,在大肠杆菌中以双顺反子形式共表达β-葡萄糖苷酶和VHb能够提升菌体对低溶氧的耐受能力,提高菌体生物量和β-葡萄糖苷酶的产量。     

用抗性筛选法选育γ—亚麻酸（GLA）高产菌株

以深黄被孢霉（Mortierella isabellina）为出发菌株,经紫外线诱变处理,采用抗性筛选法,直接在梯度平板上挑选取抗脂肪酸脱氢酶抑制物抑芽丹（maleic hydrazide）的菌株进行初筛,然后经摇瓶发酵法测定相关性能指标进行得筛,获得一株生产性能比出发菌株显提高的突变株M80,其菌体收率达25.10g/L、油脂产率达12.35g/L、γ-亚麻酸（GLA）产率达771.88mg/L。     

少根根霉γ-亚麻酸高产菌株选育及发酵条件优化*

经过He-Ne激光复合氯化锂对孢子诱变,以及He-Ne激光处理原生质体的方法,从一株产γ-亚麻酸(GLA)的原始菌株少根根霉(Rhizopus arrhizus)R8中选育出突变株RC378,摇瓶培养菌体油脂含量47.8%,其中GLA占油脂的12.6%,比原始菌株油脂含量提高了130.8%,GLA含量提高了276.7%。突变株油脂组分较原始菌株具明显差异。以麸皮、玉米粉为主要原料固态发酵干基油脂含量保持在9.4%~12.9%, GLA含量在9.8%~12.6%。     

拉曼被孢霉F5发酵生产γ—亚麻酸的实验研究

对拉曼被孢霉突变株F5发酵生产γ-亚麻酸的最适碳源,氮源,发酵时间及湿度,无机盐离子的添加,最适碳源浓度及补加碳源时间等发酵条件进行了研究探讨,最适发酵培养基组成为（g/L)：葡萄糖100,酵母浸出粉4,蛋白胨1,K2HPO41,CaCl2 1*10^-2,MgSO4 5*10^-2,FeSO4 1*10^-2,ZnSO4 7.5*10^-3,CuSO40.5*10^-3,MnSO4 2*10^-3,pH6.0,培养湿度为25度,140rpm 振荡培养10天,培养8天后（即收获前2天）补加5％葡萄糖,发酵结果为：DC24．59 g/L,TL10.84g/L,TL/DC 44.09%,GLA/TL10.67%,GLA产量为1156．63mg/L,GLA产量较初始结果提高156．15％,该菌株已达到工业化生产菌株要求。     

被孢霉γ-亚麻酸高产菌株选育

利用紫外线复合氯化锂诱变高山被孢霉SM96,筛选出一株高产γ-亚麻酸的菌株TM11,产量比出发菌株(25mg/L)提高了近3倍。对影响其多不饱和脂肪酸产生的因子Mg2+,VB6,营养盐溶液,磷源,碳源,氮源酵母膏进行了正交试验,选出TM11最佳的培养基配方:MgSO4·7H2O1.0g,VB6150mg/L,酵母膏6g/L,葡萄糖100g/L,营养盐溶液1mL/L,K2HPO42g/L。在上述最佳培养基中TM11的生物量达18.0213g/L,总脂达10.8128g/L,GLA量达668mg/L。     

3-羟基丙酸分批发酵过程中的pH控制策略研究

本文利用重组大肠杆菌以甘油为底物发酵合成3．羟基丙酸,考察了不同pH对3．羟基丙酸产量及菌体生长的影响,发现在pH6．5条件下,细胞比生长速率达到最大值,延迟期也相对较短;而pH7．0有利于3-羟基丙酸的合成,控制pH7．0可以使3-羟基丙酸产量达到7．39g／L。基于不同pH条件下对细胞比生长速率和3-羟基丙酸比生成速率的分析,提出3．羟基丙酸分批发酵过程中的pH控制策略,即在发酵过程前5h将pH控制在6．5,5h～15h控制pH为7．0,此时有利于细胞生长;而后在15h-25h控制pH为7．5,25h后控制pH为7．0,从而使细胞具有较高的3．羟基丙酸比合成速率。在此控制策略下经过34h发酵3-羟基丙酸的终产量达到8．76g／L,比pH7．0条件下的3-羟基丙酸产量提高了18．54％。     

高密度培养大肠杆菌YK537/pSBHL11生产重组人细胞白介素-3

在B.Braun ES-10型15L和NBS BioFlo 3000型5L发酵罐中,利用补料分批培养技术高密度表达培养含重组质粒pSBHL-11的大肠杆菌YK537,生产重组人白细胞介素-3(IL-3),发现在发酵过程中,限制性流加甘油,控制溶解氧在30%～40％左右、30℃生长11h,42℃诱导培养4h,能将发酵液中最终菌体密度从OD₁₆600提高到OD₅₃600(相当于每升发酵液含106克湿菌体),并且保持了白细胞介素-3的表达量,占菌体总蛋白的30%左右,含量超过3.3%g/L,使IL-3包涵体产量从湿重2.2g/L提高到8.5 g/L,纯化步骤比较简单,超声破菌后经两次洗涤纯度就达到70%以上。     

刺孢小克银汉霉产γ-亚麻酸代谢规律的研究

采用液体发酵的方法,通过研究发酵过程中生物量、油量和GLA合成之间的关系以及MgSO4、MnSO4和(NH)2SO4对三者的影响,明确一株刺孢小克银汉霉(Cunninghamella echinulata)产γ-亚麻酸的代谢规律和不同因子对代谢规律的影响和因子添加的可能性。结果显示,生物量和油量的积累先于GLA到达高峰;在生长中期生物量积累处于稳定,GLA的合成速率高于油脂产生的速率,使得油脂中整体GLA含量开始上升;后期由于营养消耗,菌体利用自身合成的油脂作为能量供给减饱和酶系,GLA含量呈快速增长过程并且持续;Mg^2 、Mn^2 和NH4^ 离子对GLA合成有一定的促进,但作用机制各不相同,可通过在不同的时期的添加使GLA的积累增加。     

拉曼被孢霉F_5发酵生产γ—亚麻酸的研究

对拉曼被孢霉突变株F5发酵生产γ—亚麻酸的最适碳源、氮源、发酵时间及温度、无机盐离子添加、最适碳源浓度及补加碳源时间等发酵条件进行了研究探讨。最适发酵培养基组成为 (g/L) :葡萄糖 1 0 0 ,酵母浸出粉 4 ,蛋白胨 1 ,K2 HPO4 1 ,CaCl2 1× 1 0 - 2 ,MgSO4 5× 1 0 - 2 ,FeSO4 1× 1 0 - 2 ,ZnSO4 7.5× 1 0 - 3,CuSO4 0 .5× 1 0 - 3,MnSO4 2× 1 0 - 3,pH 6.0。培养温度为 2 5℃ ,1 4 0r/min振荡培养 1 0天 ,培养 8天后 (即收获前 2天 )补加 5 %葡萄糖。发酵结果为 :DC 2 4 .5 9g/L ,TL 1 0 .84g/L ,TL/DC 4 4.0 9% ,GLA/TL 1 0 .67% ,GLA产量为 1 1 5 6.63mg/L。GLA产量较初始结果提高 1 5 6.1 5 %。该菌株已达到工业化生产菌株要求     

基因工程菌酶法合成抗癌新药6-甲基嘌呤-2′-脱氧核苷

6-甲基嘌呤-2′-脱氧核苷(MePdR)是一种新型抗癌药物,它作为药物前体应用于PNP自杀基因治疗系统可以选择性杀伤肿瘤细胞。本实验构建了一个高效表达大肠杆菌来源的嘌呤核苷磷酸化酶重组质粒,并利用基因工程菌以15mmol/L 6-甲基嘌呤和60mmol/L 2′-脱氧尿苷为底物合成6-甲基嘌呤-2′-脱氧核苷,在40mmol/L pH7.0的磷酸缓冲液中,2%菌体在55℃反应2h,转化率可达83.78%。用硅胶制备薄层提纯得到白色针状晶体,收率为76.4%。HPLC测定该产物纯度99.3%,核磁共振鉴定该产物为MePdR。