柠檬酸钠对肌苷发酵过程代谢流分布的调节

基于物料的质量守恒定律和中间代谢物的拟稳态假设,定量研究了柠檬酸钠对肌苷发酵过程不同时段代谢流分布的影响.结果表明,添加的柠檬酸钠能够抑制存在于EMP途径和TCA循环之间的“碳源溢流”.在24 h以后, EMP途径的代谢通量平均降低33％,HMP途径通量平均增加76％,肌苷合成途径通量平均增加77％,最终产苷由17.44 g•L^-1提高到24 g•L^-1, 增幅达37.6％.     

柠檬酸钠对L-亮氨酸发酵代谢流分布的影响

应用代谢流分析方法研究了柠檬酸钠对L-亮氨酸发酵中后期胞内代谢流分布的影响.结果表明:在L-亮氨酸分批发酵过程中,未添加柠檬酸钠时合成L-亮氨酸的代谢流量为25.4:在初始发酵培养基中添加2.0g·L-1柠檬酸钠后,合成副产物L-丙氨酸和HAc的代谢流量明显减少,分别降低了13.6%和63.4%,葡萄糖的供给受到限制,EMP途径代谢流从97.7减弱至87.1,而L-亮氨酸生物合成的代谢流增长至30.2,较未添加前提高了18.9%.因此发酵过程中添加柠檬酸钠能够改变L-亮氨酸生物合成途径的关键节点丙酮酸及乙酰辅酶A的代谢流分布,保持EMP和TCA之间代谢流量平衡,有利于减少副产物的生成,提高L-亮氨酸生物合成途径的代谢流量.     

地衣芽孢杆菌发酵生产b-甘露聚糖酶的代谢通量分析

基于代谢通量分析理论研究了地衣芽孢杆菌生物合成b-甘露聚糖酶的胞内代谢活动. 首先构建了地衣芽孢杆菌产b-甘露聚糖酶的代谢网络,并依据代谢物质量平衡原则建立了反应网络的代谢流模型;进一步采用线性规划的优化方法分别以b-甘露聚糖酶合成反应通量最大和菌体生长速率最大为目标函数对模型进行求解,由此计算得到b-甘露聚糖的最大理论转化率为57.87%. 最后对代谢网络中的5个关键节点进行了比较分析,得到了2个类似非刚性的代谢节点(5-磷酸核酮糖节点和草酰乙酸节点),为利用基因工程方法提高b-甘露聚糖酶的生产能力提供了理论依据.     

枯草芽孢杆菌产芽孢发酵培养基的优化研究

在三角瓶培养条件下,采用单因素实验对枯草芽孢杆菌B53发酵培养基碳源、氮源进行了优化。在此基础上进行了正交实验,确定了菌株B53最佳的产孢发酵培养基为葡萄糖25g/L、大豆蛋白胨14g/L、玉米浆17g/L、NaCl 3g/L,MgSO_4 0.2g/L。在最优条件下发酵培养,芽孢浓度为9.6×10~9个/mL。     

秸秆水解液发酵产丁二酸高产菌株的选育及其代谢调控

采用酸解与酶解处理秸秆并对菌株代谢途径进行分析,以软X射线诱变选育乙酸及乳酸代谢阻断突变株,并围绕HMP与EMP流量比调控H还原力以及围绕木酮糖激酶实施五、六碳糖共代谢调控。结果表明200 g秸秆水解得57 g葡萄糖和11 g木糖,出发株代谢流量显示丁二酸、乳酸及乙酸流量分别为2.547、0.726、0.611 mmol•g^-1•h^-1。乳酸脱氢酶突变株HF-1代谢分析显示,其乳酸流量降至0.0296 mmol•g^-1•h^-1,氟乙酸抗性突变株HF-2的代谢分析显示,其乙酸流量降至0.100 mmol•g^-1•h^-1,丁二酸流量有所下降。H还原力代谢平衡调控显示,少量柠檬酸盐的添加使HMP与EMP流量比从1.389∶0.389增至1.684∶0.330时,间接促进丁二酸代谢流量从3.005 mmol•g^-1•h^-1增至3.468 mmol•g^-1•h^-1。酶活调控显示,碳酸镁取代碳酸钙作为中和剂促使木酮糖激酶酶活从76 U•mg^-1增至560 U•mg^-1,进而使木糖代谢流量从0.0444 mmol•g^-1•h^-1增至0.453 mmol•g^-1•h^-1,最终五、六碳糖共代谢产丁二酸达68.7 g•L^-1。     

纳豆激酶液体发酵条件的优化

以纳豆枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis natto)为出发菌,研究了其液体发酵产生纳豆激酶(Nattokinase,NK)的培养基组成(碳源、氮源、碳氮比和金属离子组成)和培养条件(温度、初始pH值、发酵时间、接种量和装液量)对产酶量的影响.结果表明,液体发酵培养基的最佳碳源为麦芽糖,浓度为1.0%;最...     

花生四烯酸发酵动态代谢通量分析模型

分析了高山被孢霉发酵生产花生四烯酸的动力学特征,建立了氮源与葡萄糖双底物限制动力学模型,并结合代谢流分析理论提出了花生四烯酸发酵动态代谢通量分析模型,通过非线性最小二乘法优化拟合获得参数.进一步实验表明这个模型具有较高的精确度,能很好地模拟发酵过程,并能很容易地获得不同发酵时间的代谢流分布.     

基于DBN-DMFA的代谢通量调控模型

综合考虑实际发酵过程的非线性特征和过程变量具有多采样率的特点,提出基于DBN-DMFA的代谢通量调控模型,即先对所需的细胞外时变参数进行预测,然后使用DMFA估计代谢通量,最后用DBN建立代谢通量调控模型.通过青霉素发酵过程仿真实验,证明了该策略的有效性.     

氧化还原电位调控对产琥珀酸放线杆菌代谢通量分布的影响

利用代谢通量分析方法分析了氧化还原电位调控对产琥珀酸放线杆菌NJ113厌氧发酵产丁二酸过程的影响。结果表明,氧化还原电位调控可以改变HMP与EMP途径的代谢通量,从而影响胞内NADH/NAD⁺。在菌体最适氧化还原电位（-350 mV）条件下, HMP途径与EMP途径的通量比由43.6∶56.2提高至63.2∶36.5,间接合成更多的NADH,解决了丁二酸合成过程中还原力不足的矛盾,整个发酵过程中胞内NADH/NAD⁺比值有明显提高,发酵初期NADH/NAD⁺比值由2.19提高至8.73。最终丁二酸代谢通量从114.5 mmol.(g DCW)^-1.h^-1增至129.3 mmol.(g DCW)^-1.h^-1,副产物乙酸、甲酸的代谢通量分别降低30.6%、30.2%;丁二酸收率由75.46%提高至89.34%,生产强度达到1.18 g.L^-1.h^-1。     

一株枯草芽孢杆菌的分离鉴定及其发酵条件优化

通过水浴处理,反复平板划线,从土壤中分离纯化出一株疑似枯草芽孢杆菌的菌株,命名为WZB。对该菌株进行形态学观察、生理生化实验和16S rDNA序列分析,最终鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌。并对该菌株的发酵条件进行了初步优化,优化得到的发酵条件为:接种量3%、发酵温度34℃、初始pH值7.0、培养时间36 h,进一步为枯草芽孢杆菌菌剂开发应用奠定了基础。     

枯草芽孢杆菌产中性蛋白酶发酵条件的优化

选用玉米粉、豆饼粉、KH_2PO_4及Na_2HPO_4为基础配方,通过单因素实验对枯草芽孢杆菌发酵产中性蛋白酶的发酵培养基、培养条件、发酵条件进行优化。确定了优化的发酵培养基为:20g·L~(-1)甘油,30g·L~(-1)豆饼粉,2mmol·L~(-1)氯化钙,0.3g·L~(-1 )KH_2PO_4,4g·L~(-1 )Na_2HPO_4;优化的培养条件为:培养温度30℃,接种量5%。调控发酵培养基pH值7.0控制发酵,发酵24h酶活达到7 344U·mL~(-1)。进行流加甘油实验,培养温度30℃,发酵过程控制pH值7.0,调整转速和通风量控制溶氧30%～35%,接种量5%,经过30h发酵,酶活达到10 654U·mL~(-1),较未补料提高了45%。     

核黄素基因工程菌的构建及其发酵的初步研究

构建整合型核黄素质粒pRB63,该质粒含有解调的B.subtilis核黄素操纵子,将其转化入B.subtilisRH13并在染色体上进行适当的扩增后得到RH13::[pRB63]n系列工程菌,其核黄素合成能力随着pRB63扩增程度的增加而增强,最终达到RH13的6～7倍.随后以RH13::[pRB63]n系列工程菌和B.subtilis YB1为亲株进行原生质体融合,筛得重组菌B.subtilis RH33.该菌在含10%葡萄糖或蔗糖的分批发酵中培养64h可产核黄素量4.2 g·L-1.采用以葡萄糖为碳源的流加发酵工艺,24 h可积累核黄素7～8 g·L-1,48 h达11～12 g·L-1,核黄素对葡萄糖的得率为0.056 g·g-1.     

基于动态代谢通量分析的发酵过程多目标优化

通过动态代谢通量分析方法建立发酵过程模型,提出了一种基于微观代谢信息的发酵过程多目标优化策略,该策略基于所建微观模型,根据动态特性将发酵过程分为菌体生长和产物合成两个阶段,进行特征分析并从微观通量层面分别设计优化目标与约束条件,采用多目标粒子群算法求得最优解。该方法用于青霉素发酵过程底物流加速率和pH的操作轨迹优化,仿真实验结果表明,采用基于微观通量的多目标优化策略能够提高产物终端浓度,表明优化策略的有效性。     

醋糟酶解液的制备及其发酵生产枯草芽孢杆菌TS-02

采用水热处理技术对醋糟进行预处理,优化了醋糟的纤维素酶酶解条件,制得葡萄糖浓度27.00 g/L的醋糟酶解液. 以醋糟酶解液为基础培养基替代培养基中的葡萄糖,发酵生产枯草芽孢杆菌TS-02活菌制剂. 结果表明,在醋糟酶解液培养基中摇瓶发酵44 h时活菌数活菌数最高达4.64×1010个/mL, 7 L发酵罐中发酵周期为22 h,活菌数达6.16×1010个/mL,芽孢率达80%以上.     

枯草芽孢杆菌产絮凝剂的发酵条件及絮凝特性研究

采用常规划线分离方法从污泥中筛选出1株高效微生物絮凝剂产生菌,经生理生化试验鉴定为枯草芽孢杆菌,研究了该菌发酵条件对所产絮凝剂絮凝除浊和脱色的影响,并在此基础上研究该絮凝剂的絮凝特性.结果表明,产絮凝剂的最佳发酵条件为:初始pH为8.0～8.5,摇床转速120 r·min-1,温度28～32℃,接种量为体积分数5％,碳源为蔗糖,氮源为尿素和硫酸铵的复合氮源.所产微生物絮凝剂粗品絮凝除浊的适宜条件为:絮凝剂投加量120mg·L-1,助凝剂CaCl2(10 g·L-1)用量200 mg·L-1,pH为7.5～9.0;其絮凝脱色的适宜条件为:絮凝剂投加量200 mg·L-1,CaCl2( 10g·L-1)投加量400 mg·L-1,pH 10.0;以CaCl2为助凝剂可使絮凝效率提高10％～30％.在适宜絮凝条件下,该微生物絮凝剂絮凝除浊和脱色效率分别可达99.7％和90.2％.     

枯草芽孢杆菌产烟酰胺酶的发酵工艺条件优化

对已筛选出的菌株枯草芽孢杆菌N-17进行发酵条件优化,利用单因素实验方法,对烟酰胺酶的发酵培养基的组分及发酵条件进行优化,确定了各因素的最适值.结果表明:该菌株在温度28℃,起始pH值7.0,己内酰胺浓度为0.2％,葡萄糖1.2％,酵母粉0.6％,Mg2+0.02％时,产烟酰胺酶活性最大,酶活比之前提升了213.8％.     

除草剂安全剂对氯乙酰苯胺类除草剂代谢的影响

氯乙酰苯胺类除草剂在作物中的代谢途径包括降解产物与内源底物(如GSH)轭合的过程，GSH或高谷胱甘肽轭合物的形成使除草剂对作物不再具有毒性。安全剂的作用表现在：通过增强作物对氯乙酰苯胺类除草剂的代谢，达到使作物免受药害；诱导GSH，促进了GSH轭合物的形成而保护作物免受氯乙酰苯胺类除草剂的伤害；此外，在安全剂处理的作物芽中，GST活性增强可能是包括重新合成蛋白质的诱导反应的作用。保护作物免受氯乙酰苯胺类除草剂药害的安全剂是通过除草剂的代谢而发挥作用。     

溶氧对Candida glycerinogenes产甘油发酵代谢流分布的影响

分析了耐高渗高产甘油工业菌株产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)的摇瓶发酵过程,发现溶氧水平是影响C.glycerinogenes 生长、代谢产物生成的重要因素。在此基础上,以5 L发酵罐研究了不同恒溶氧水平甘油的合成过程,通过代谢流分析表明,低溶氧环境下乙醇碳流量增加,导致糖耗快而甘油合成相对较少;碳流分布表明HMP途径在甘油过量合成中起着重要的作用。分析C.glycerinogenes发酵过程中能量代谢和物质代谢（氧化磷酸化和底物水平磷酸化）的变化发现高溶氧环境下ATP合成水平高,一定程度抑制底物水平磷酸化从而使碳流更多地流向了甘油合成;C.glycerinogenes胞内氧化还原平衡(NADH/NAD+比率)的研究进一步解释了产甘油假丝酵母中甘油合成和乙醇生成的竞争关系。     

不同磷源对枯草芽孢杆菌生长的影响

以枯草芽孢杆菌为培养对象,通过固体和液体培养基中不添加磷、以磷酸盐形式添加磷源、以湿法净化磷酸形式添加磷源、以热法磷酸形式添加磷源,验证不同磷源对枯草芽孢杆菌生长的影响。结果表明:枯草芽孢杆菌培养48h后,不添加磷源、添加磷酸盐、添加热法磷酸、添加湿法净化磷酸培养基中枯草芽孢杆菌直径分别为7.579mm、10.021mm、11.051mm、11.363mm,比不添加磷源的分别增大2.244mm、3.472mm、3.784mm;发酵液中OD值分别为2.452、2.561、2.563、2.556,比不添加磷源的分别增加0.141、0.111、0.104。结论:培养基中添加磷源对枯草芽孢杆菌生长具有一定的促进作用;添加磷酸盐、热法磷酸、湿法净化磷酸都能够为枯草芽孢杆菌提供磷源,且促进效果无显著差异。