恶臭假单胞菌腈水解酶的生物催化特性

以丙烯腈为底物,对产腈水解酶菌株Pseudomonas putida XY4在静息细胞状态下的催化特性进行了研究,考察了p H、温度、金属离子、底物浓度对酶的影响,以及该酶的p H与温度稳定性、底物特异性等,同时对丙烯腈的生物转化过程进行考察。结果表明,腈水解酶的最佳催化条件为p H=7.2,30℃,底物浓度150 mmol/L;Ag+、Cu2+和Fe3+对酶具有强烈的抑制作用;该腈水解酶对3-氰基吡啶等芳香族杂环腈具有较高的特异性,其次是甘氨腈和丙烯腈,对酰胺类物质无特异性。该研究对利用腈水解酶生物催化丙烯腈制备丙烯酸的应用提供借鉴。     

重组真菌腈水解酶的发酵工艺条件及生物催化特性初探

对产真菌腈水解酶的重组大肠杆菌的培养基种类、培养基成分、诱导剂种类和浓度、诱导条件、p H和温度进行了系统考察。摇瓶发酵优化结果显示:以甘油作为主要碳源,蛋白胨和酵母膏作为主要氮源,并添加微量元素的SOC培养基作为发酵培养基,最适接种量为0.5%;较优的诱导剂诱导条件为:采用0.5 mmol/L的IPTG诱导12 h,发酵p H=7.5,诱导温度25℃时产酶效果最佳。经过优化后,重组酶的酶活得到了显著提高,总酶活最高达到了3.84 U/m L,相比初始水平(0.84 U/m L)提高约4倍。5 L发酵罐的放大实验表明,产酶效果良好,总酶活和比酶活均与摇瓶水平基本持平。全细胞催化性质考察研究结果表明,该菌株所产腈水解酶催化反应的最适催化反应温度是45℃,最适反应p H约为7.2。     

选择性腈水解酶在生物催化中的应用

腈水解酶作为生物催化剂水解腈类化合物,具有高效性、高选择性、反应条件温和、环境污染小、成本低等优点。本文综述了腈水解酶的化学、区域及立体选择性在生物合成中的广泛应用。     

腈水解酶重组茵发酵产酶条件的优化及应用

摘要：优化了重组茵E．coliBL21（DE3）／pET28b（＋）-NIT发酵产腈水解酶的条件,确定最适发酵培养基为：玉米浆粉25g·L-1,酵母浸出汁5g·L-1,NaCl10g·L-1,Fe3＋0．5mmol·L-1。初始pH值7．5;最适诱导产酶条件为：诱导剂乳糖0．5g·L-1,诱导剂加入时间为接种6h后,诱导温度30℃,诱导时间28h,在此条件下产酶量达到6161．46U·L-1。所得茵体用于不对称转化R,S-扁桃腈生成R-（-）-扁桃酸,转化率达92．02％,产物e．e．值达99％。     

腈水解酶重组菌发酵产酶条件的优化及应用

优化了重组菌E.coli BL21(DE3)/pET28b(+)-NIT发酵产腈水解酶的条件,确定最适发酵培养基为:玉米浆粉25g.L-1,酵母浸出汁5g.L-1,NaCl 10g.L-1,Fe3+0.5mmol.L-1,初始pH值7.5;最适诱导产酶条件为:诱导剂乳糖0.5g.L-1,诱导剂加入时间为接种6h后,诱导温度30℃,诱导时间28h,在此条件下产酶量达到6161.46U.L-1。所得菌体用于不对称转化R,S-扁桃腈生成R-(-)-扁桃酸,转化率达92.02%,产物e.e.值达99%。     

金黄节杆菌CYC705腈水解酶催化亚氨基二乙酸合成的研究

将金黄节杆菌CYC705(Arthrobacter aurescens CYC705) 腈水解酶用于生物催化合成亚氨基二乙酸(IDA),从生物催化剂的形式、生物催化反应过程优化和反应体系放大三个方面进行了考察。在氨基载体固定化酶、环氧基载体固定化酶、海藻酸钠固定化细胞、壳聚糖固定化细胞和游离全细胞几种生物催化剂形式中,壳聚糖固定化细胞催化效率最高、稳定性最好。通过反应体系、反应温度、金属离子、底物浓度、固定化细胞投量等因素的优化,确定了最佳的生物催化反应条件：以50 mmol/L pH=6.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液作为反应体系,底物亚氨基二乙腈(IDAN)的浓度为200 mmol/L,添加CoCl2至终浓度为1 mmol/L,反应温度37 ˚C,固定化细胞投量为0.25 g每5 mL反应体积。在此条件下,反应2h可将IDAN完全转化为IDA。进一步将反应体系放大10倍,催化200 mmol/L的IDAN完全转化为IDA仅需1h。     

Rhodococcus rhodochrous tg1-A6腈水解酶的表达和催化研究

采用紫外线和氯化锂诱变得到一株名为Rhodococcus rhodochrous tg1-A6的菌种,该菌经过培养基和培养条件的优化能够产生高酶活的腈水解酶.优化培养条件为温度28℃、摇床转速200r/min、种子培养20h后以6%接种量接种于产酶培养基,初始pH 7.0,300mL摇瓶装液量为40mL.酶活达到21.96 U/mL.在含一定菌体的100 mL反应体系中,经过10 h连续43次补加底物丙烯腈,能使产物丙烯酸的质量浓度累积到414.5g/L.     

重组大肠杆菌产腈水合酶的发酵工艺研究

目前主要通过生物发酵制备腈水合酶催化3-氰基吡啶合成烟酰胺,但在反应过程中,发酵酶活低并且催化过程中极易生成副产物烟酸,因此通过自主构建的产腈水合酶重组大肠杆菌M910001-pMh1229,对其发酵条件进行了系统研究,采用单因素法对发酵过程中培养基进行优化。通过氮源、碳源的筛选,确定最优的碳氮源、诱导剂浓度。优化后的培养基对该菌发酵产腈水合酶酶活可以达到8 653U/mL,OD600达到了210,酶活对比优化前提高了45%。     

生物催化法合成R-扁桃酸的研究进展

R-扁桃酸作为一种重要的手性药物中间体和手性拆分试剂,在国内外得到广泛的应用。对于生物催化合成R-扁桃酸的研究已有不少,主要有微生物氧化还原酶、脂肪酶、腈水解酶3种不同途径生物催化合成R-扁桃酸。本文对R-扁桃酸的生物催化法合成进行了综述。     

一株烟腈水解酶菌株的筛选及其催化特性初步研究

利用富集培养技术筛选获得一株高活性烟腈水解菌株Rhodococcus sp. CCZU10-1。经研究,最适产酶培养条件和催化反应条件为：碳源为葡萄糖（10 g/L）,氮源为酵母蛋白胨（10 g/L）与酵母膏（5 g/L）,诱导剂ε-己内酰胺（2.0 mmol/L）,培养温度为30 ℃,初始培养pH值为7.0,最适催化反应温度和pH值分别为30 ℃和7.0。分批补料烟腈10批,烟酸的累计浓度为927 mmol/L。     

Nitrilase Activity Screening on Structurally Diverse Substrates: Providing Biocatalytic Tools for Organic Synthesis

A high‐throughput screening of candidate nitrilases against 25 structurally diverse substrates allowed us to create a wide collection of 125 experimentally validated nitrilases. The enzymes were selected by genomic approach from 700 diverse prokaryotic species and one metagenome as representative of the nitrilase family diversity. The enzymatic screening of this collection expands the biocatalytic toolbox for chemical synthesis by providing a large number of tested nitrilases with their assigned substrates. Three examples illustrate the synthetic potential of our enzyme collection. The syntheses of carboxylic acid building blocks, a β‐substituted phenylpropanoic acid, a cyclic γ‐keto carboxylic acid and a mononitrile monocarboxylic acid, were achieved from the corresponding nitrile substrates, using three new nitrilases (two from Sphingomonas wittichii and one from Syntrophobacter fumaroxidans). Improvements of nitrilase activities through the optimization of reaction parameters and the preparative biocatalytic synthesis are presented for these three examples.     

夫西地酸发酵培养基优化

为了筛选夫西地酸高产培养基配方,提高夫西地酸发酵水平,以F17D2744为试验菌株,通过均匀设计方法,对不同碳氮源及微量元素等的配比实验,确定了最佳发酵培养基配方。试验结果表明:以蔗糖4.3%、糊精2%、酵母粉1%、蛋白胨3%、生物氮素0.59%、MgSO40.2%,KH2PO40.15%为发酵培养基配方,最终发酵效价较初始配方的发酵效价提高了234%。     

D-核糖发酵培养基优化实验研究

对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis db104)采用同源重组法构建得到的枯草芽孢杆菌转酮酶(tkt)缺失突变菌株B.sptn15-1的传代稳定性进行了检测,证明该工程菌在连续传代培养5代后仍具有92.9%的稳定性;并对该工程菌的最适发酵培养基进行了优化,使工程菌的D-核糖产量从31.70 g·L-1提高到37.44 g ·L-1,提高了18%.     

有机酸发酵进展

含有一个或数个羧基的有机酸在工业上具有重要用途，尤其在化工，食品，医药工业中应用广泛，当前，以柠檬酸为代表的有机酸生产方式以发酵法为主，本文重点介绍了4种有机酸高产菌和新工艺的开发和新的应用领域的开拓等，并针对当前国内有机酸生产水平与国外先进水平间所存在的差距，提出了需加强研究的关键问题。     

乙醇发酵菌种的选育及发酵条件的初步探索试验

对5种燃料乙醇发酵菌种进行了选择,对较好菌种做了耐高温驯化及发酵条件的优化。结果表明,在以葡萄糖为单一碳源的发酵中,相对于休哈塔假丝酵母、嗜单宁管囊酵母、间型脉胞菌、好食脉孢菌,酿酒酵母种液制备时间最短(对数生长期在6～13 h),发酵制取乙醇得率最高;对酿酒酵母驯化后,得到一株可在42℃正常生长的菌株;经研究,该耐高温菌株的较优发酵条件为温度30℃、转速150 r/min、初始pH值5.0、接种量10%。该耐高温驯化后的酿酒酵母不能直接用于水解液发酵制乙醇,还需要经过驯化或菌种改良后方能使用。     

四株酵母乙醇发酵的初步研究

比较了休哈塔假丝酵母NLP21、树干毕赤酵母NLP22、NLP23和NLP31,在30 g/L的木糖和混合糖(葡萄糖15 g/L+木糖15 g/L)发酵培养基上以及在培养基中氮源浓度降低到原来1/2和1/10时的发酵性能。结果表明,在30 g/L木糖发酵培养基上,NLP23和NLP31产乙醇质量浓度最高,分别为(11.14±0.13)和(11.15±0.08) g/L。在15 g/L葡萄糖+15 g/L木糖混合糖发酵培养基上,NLP31产乙醇质量浓度最高,为(10.91±0.12) g/L。当发酵培养基中氮源浓度降低到原来的1/2时,NLP23和NLP31产乙醇能力相当,但后者产木糖醇的量增大;当氮源质量浓度降低到原来的1/10时,NLP23和NLP31产乙醇能力随着发酵轮数的增加,逐渐下降,氮源浓度低,降低了乙醇的产量。     

1,13-十三碳二羧酸发酵工艺的研究

以热带假丝酵母(Candidatropicalis)为菌种发酵生产1,13 十三碳二羧酸(DCl3)是现阶段最经济的方法。通过对接种量、补碱工艺、发酵级数和空气流量的优化以及采取中间补加正十三碳烷烃(C13)、延长发酵周期等措施,确定了最佳的DC13发酵工艺,15m3发酵DC13的产量达到850kg,主要原材料正十三碳烷烃的消耗下降了11 6%。     

维生素C二步发酵培养基优化

采用正交实验法对维生素C二步发酵培养基进行了优化,获得的优化配方为玉米浆1%、尿素0.2%、硫酸镁0.02%、磷酸二氢钾0.4%。并且使用10 L发酵罐对发酵配方进行了验证。     

高产油脂酵母的筛选及发酵条件的研究

采用苏丹黑染色法对6种酵母菌进行初筛及摇瓶发酵复筛,选出了油脂产量高的假丝酵母。并对假丝酵母摇瓶发酵条件进行优化,确定了最适培养条件为:初始pH值6.0,转速180 r.min-1,接种量10%,发酵周期4 d;最佳碳源为葡萄糖,最佳氮源为酵母膏。假丝酵母在优化条件下发酵后细胞量为16.4 g.L-1、油脂含量为12%、油脂产量为1.97 g.L-1,分别是优化前的142%、171%、245%。     

电渗析在发酵法制有机酸中的应用

介绍了电渗析的基本原理及电渗析器的结构类型，综述了电渗析在有机酸提取中的应用以及有机酸发酵与电渗析分离耦合的研究进展。