环境因素对琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes CGMCC 1593发酵生产丁二酸的影响

琥珀酸放线杆菌是发酵生产有应用前景的生物基原料-丁二酸的微生物。本研究室从牛瘤胃中筛选获得一株琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes CGMCC 1593, 分析了环境气体、pH、氧化还原电位(ORP)环境因素对琥珀酸放线杆菌A. succinogenes CGMCC 1593发酵生产丁二酸的影响。结果表明: CO2不仅提供了A. succinogenes CGMCC 1593发酵生产丁二酸的最佳气体环境, 也是发酵生产丁二酸的底物之一; MgCO3是A. succinogenes CGMCC 1593发酵过程较好的pH调节剂, 发酵过程维持pH7.1~6.2, 可满足菌体生长与产酸的要求; 发酵液初始ORP过低, 不利于菌体生长, ORP在-270 mV时对丁二酸产生有利。在菌体对数生长期结束时, 通过Na2S·9H2O降低发酵液ORP到-270 mV, 发酵48 h时可产丁二酸37 g/L, 摩尔产率达到129%。这对深入研究A. succinogenes CGMCC 1593发酵生产丁二酸具有参考价值。     

琥珀酸的生物制造:细菌还是酵母?

琥珀酸又称丁二酸,是一种重要的有机合成中间体。许多微生物都可以通过优化和代谢工程改造产生琥珀酸。文章对细菌和酵母两种主要的产琥珀酸类群产琥珀酸的产量、产率及后提取等因素进行了详细的分析,并比较了两种微生物生产琥珀酸各自的优缺点,为今后开发利用琥珀酸的生物制造提供参考。     

环境因素对琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes CGMCC 1593发酵生产丁二酸的影响

琥珀酸放线杆菌是发酵生产有应用前景的生物基原料-丁二酸的微生物。本研究室从牛瘤胃中筛选获得一株琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes CGMCC 1593, 分析了环境气体、pH、氧化还原电位(ORP)环境因素对琥珀酸放线杆菌A. succinogenes CGMCC 1593发酵生产丁二酸的影响。结果表明: CO2不仅提供了A. succinogenes CGMCC 1593发酵生产丁二酸的最佳气体环境, 也是发酵生产丁二酸的底物之一; MgCO3是A. succinogenes CGMCC 1593发酵过程较好的pH调节剂, 发酵过程维持pH7.1~6.2, 可满足菌体生长与产酸的要求; 发酵液初始ORP过低, 不利于菌体生长, ORP在-270 mV时对丁二酸产生有利。在菌体对数生长期结束时, 通过Na2S·9H2O降低发酵液ORP到-270 mV, 发酵48 h时可产丁二酸37 g/L, 摩尔产率达到129%。这对深入研究A. succinogenes CGMCC 1593发酵生产丁二酸具有参考价值。     

最新专利文摘

CN1814747:一种微生物发酵生产丁二酸的菌种和方法本专利具体涉及一种发酵糖质原料产生丁二酸的微生物琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succinogenes)SW 0580,保藏号CGMCC No·1593,以及利用该微生物发酵生产丁二酸的方法。该微生物是从瘤胃中分离并鉴定的琥珀酸放线杆菌(Actino     

生物法年产千吨丁二酸有望在2012年开车

生物法年产千吨丁二酸有望在2012年开车2010年7月,中国石化科技开发部化工处处长庄毅主持了南京工业大学生物与制药工程学院的＂1 000 t/a生物发酵法合成丁二酸技术中试研究＂可行性论证及工艺包的审查会议。中国工程院院士曹湘洪担任评审委员会主任,中国石化科技开发部副主任王玉庆任评审委员会副主任。     

国内简讯

生物法年产千吨丁二酸有望在2012年开车2010年7月,中国石化科技开发部化工处处长庄毅主持了南京工业大学生物与制药工程学院的"1 000 t/a生物发酵法合成丁二酸技术中试研究"可行性论证及工艺包的审查会议。中国工程院院士曹湘洪担任评审委员会主任,中国石化科技开发部副主任王玉庆任评审委员会副主任。经过评审委员会成员讨     

运动发酵单胞菌在生物炼制中的研究进展

以木质纤维素生物质为原料的生物炼制技术已成为全球研发的热点和难点。欧盟国家和美国的中长期生物质能源发展路线图中均将木质纤维素生物炼制技术作为重要目标,但是目前整体水平尚处于中试阶段。我国的纤维素类生物质原料非常丰富,将其转化成燃料乙醇及生物基础化学品等具有较大的潜力,但当前要想实现商业化生产,还面临着很多瓶颈问题亟待解决。缺乏能够同时高效利用纤维素类水解物的发酵菌株,已成为纤维素生物质高效与高值转化的关键制约因素。运动发酵单胞菌是目前唯一一种通过ED途径兼性厌氧发酵葡萄糖的微生物,其独特的代谢途径使其成为构建产乙醇工程菌的优选宿主之一;同时由于该菌具有较高的糖利用效率等优点,也是其他生物基化学品生产的重要候选平台微生物,如山梨醇、葡萄糖酸、丁二酸和异丁醇等。本文从该菌的研究历程、分子生物学基础、菌种改良及该菌在生物能源及生物基化学品等生物炼制体系中的应用研究角度进行了综述,并提出该菌可作为纤维素生物质生物炼制系统的新的重要平台微生物。     

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的生物降解的研究进展

聚丁二酸丁二醇酯(poly(butylene succinate), PBS)是一种人工合成的脂肪族聚酯化合物。PBS的生产成本低、热稳定性好,具有良好加工性能、机械性能以及力学性能等优点。本文就近年来PBS在生物降解方面的研究进展进行了综述,具体包括PBS的生物堆肥降解、PBS的微生物降解以及PBS降解酶的相关研究。最后对PBS生物降解研究进展做出了总结。     

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)生物降解的研究进展

聚丁二酸丁二醇酯(poly(butylene succinate),PBS)是一种人工合成的脂肪族聚酯化合物。PBS的生产成本低、热稳定性好,具有良好加工性能、机械性能以及力学性能等优点。本文就近年来PBS在生物降解方面的研究进展进行了综述,具体包括PBS的生物堆肥降解、PBS的微生物降解以及PBS降解酶的相关研究。最后对PBS生物降解研究进展做出了总结。     

2013生物基化学品 (Biobased Chemicals) 专刊序言

生物基化学品是生物经济和生物制造的核心内容之一。本专刊综述了国内外生物基化学品的重要研究进展,包括：丁二酸、己二酸、乳酸、3-羟基丙酸、葡萄糖二酸、甘油、木糖醇、高级醇、乙烯等生物基化学品的代谢工程和发酵调控,直接利用木质纤维素生产生物基化学品的菌株构建,生物基乳酸的衍生和生物转化技术,生物基化学品的盐析萃取分离纯化技术等。同时,本专刊也包括了国内学者在丁二酸、D-甘露醇、苹果酸、5-氨基乙酰丙酸、1,3-丙二醇和丁醇方面的研究论文。     

重组大肠杆菌产琥珀酸研究进展

琥珀酸作为一种优秀的C4平台化合物, 广泛用于生物高分子、食品与医药等行业, 市场潜在需求量巨大。采用微生物发酵法生产琥珀酸, 可利用廉价的可再生资源, 实现石油的原料替代, 而且过程污染小, 环境友好, 且在发酵过程中可吸收固定温室气体CO2, 开辟了其利用的新途径, 近年来引起了广泛关注。在丁二酸生产菌株中, 大肠杆菌由于其遗传背景清楚, 易操作易调 控, 培养基要求简单, 生长迅速等优点, 近年来被广泛用于研究以获得产琥珀酸优秀生产菌株。本工作系统综述了产琥珀酸大肠杆菌构建中所采用的基因工程策略及代谢工程技术, 并探讨了今后研究的方向。     

大肠杆菌产琥珀酸基因工程研究进展

生物合成琥珀酸摆脱了对不可再生战略资源石油的依赖,以其社会、经济和环境效益展现出良好的发展前景。野生型大肠杆菌的琥珀酸生产强度难以满足生物合成琥珀酸工业化的要求,但遗传背景清楚,容易改造。近年来,人们深入研究了大肠杆菌的琥珀酸代谢途径,通过强化大肠杆菌琥珀酸合成途径、抑制琥珀酸旁路代谢途径、构建产琥珀酸乙醛酸循环和有氧生产体系等多种基因工程策略,对大肠杆菌进行菌株改造和代谢进化筛选,提高了琥珀酸产量。综述了大肠杆菌产琥珀酸的基因工程研究进展。     

代谢工程改造酿酒酵母生产L-乳酸的研究进展

L-乳酸是一种重要的有机化合物,具有广泛的应用价值。微生物发酵法生产是当前L-乳酸的主要来源,但受限于精确的发酵条件、菌体产物耐受能力低及底物要求高等因素,导致L-乳酸供给不足且价格偏高。鉴于酿酒酵母利用廉价底物生产有价值物质方面的诸多优势,并随着分子生物学技术的发展,利用代谢工程改造酿酒酵母本身固有的代谢网络,使其高产L-乳酸已成为当前研究的热点。从L-乳酸的异源生产、关键途径改造及菌体生长能力恢复三个方面归纳了关于代谢工程改造酿酒酵母生产L-乳酸的研究进展。最后,指出了酿酒酵母异源生产L-乳酸存在的不足和今后研究的方向。     

From genome sequence to integrated bioprocess for succinic acid production by <Emphasis Type="Italic">Mannheimia succiniciproducens</Emphasis>

Mannheimia succiniciproducens is a capnophilic gram-negative bacterium isolated from bovine rumen. Wild-type M. succiniciproducens can produce succinic acid as a major fermentation product with acetic, formic, and lactic acids as byproducts during the anaerobic cultivation using several different carbon sources. Succinic acid is an important C4 building block chemical for many applications. Here, we review the progress made with M. succiniciproducens for efficient succinic acid production; the approaches taken towards the development of an integrated process for succinic acid production are described, which include strain isolation and characterization, complete genome sequencing and annotation, development of genetic tools for metabolic engineering, strain development by systems approach of integrating omics and in silico metabolic analysis, and development of fermentation and recovery processes. We also describe our current effort on further improving the performance of M. succiniciproducens and optimizing the mid- and downstream processes. Finally, we finish this mini-review by discussing the issues that need to be addressed to make this process of fermentative succinic acid production employing M. succiniciproducens to reach the industrial-scale process.     

L-鸟氨酸发酵菌种的代谢工程研究进展

L-鸟氨酸是一种非蛋白类氨基酸参与尿素代谢及生物多胺类的合成,其对人体具有治疗肝脏疾病、增强免疫力等作用,被广泛应用于医疗、保健、食品等领域。工业上生产鸟氨酸主要有化学法、酶法及工业发酵法。其中,发酵法因其生产成本及环境保护等方面的优势而逐渐成为研究的焦点。本文归纳了近年来采用基因工程技术选育鸟氨酸高产菌种最新研究进展,重点讨论了产鸟氨酸谷氨酸棒杆菌的代谢工程改造策略,并对未来的研究方向进行了预测。     

Engineering biocatalysts for production of commodity chemicals

Lignocellulosic biomass is an attractive alternate to petroleum for production of both fuels and commodity chemicals. This conversion of biomass would require a new generation of microbial biocatalysts that can convert all the sugars present in the biomass to the desired compounds. In this review, the critical factors that need to be considered in engineering such microbial biocatalysts for cost-effective fermentation of sugars are discussed with specific emphasis on commodity chemicals such as lactic acid, succinic acid and acetic acid.     

微生物发酵法生产L-色氨酸的代谢工程研究

L-色氨酸作为人体内的一种必需氨基酸,广泛应用于医药、食品与饲料等行业.工业上采用的色氨酸生产方法有化学合成法、转化法及微生物发酵法.近年来,随着代谢工程在色氨酸菌种选育中的成功运用,微生物发酵法逐渐成为主要的色氨酸生产方法.系统综述了微生物发酵法生产色氨酸所涉及的代谢工程策略,包括生物合成色氨酸的代谢调控机制以及途径...     

微生物法生产1,3-二羟基丙酮代谢工程研究进展

1,3-二羟基丙酮是一种重要的化工原料和医药中间体,广泛应用于化妆品、医药、食品等领域。以下综述了微生物法生产1,3-二羟基丙酮的代谢途径和关键酶,以及微生物法生产1,3-二羟基丙酮所涉及的代谢工程技术的研究进展。指出利用基因工程的方法对菌株进行改造,提高甘油脱氢酶催化活性,同时根据菌株的代谢特性,对发酵过程进行调控,提高1,3-二羟基丙酮的得率,是今后的研究方向。     

Succinic acid production from wheat using a biorefining strategy

The biosynthesis of succinic acid from wheat flour was investigated in a two-stage bio-process. In the first stage, wheat flour was converted into a generic microbial feedstock either by fungal fermentation alone or by combining fungal fermentation for enzyme and fungal bio-mass production with subsequent flour hydrolysis and fungal autolysis. In the second stage, the generic feedstock was converted into succinic acid by bacterial fermentation by Actinobacillus succinogenes. Direct fermentation of the generic feedstock produced by fungal fermentation alone resulted in a lower succinic acid production, probably due to the low glucose and nitrogen concentrations in the fungal broth filtrate. In the second feedstock production strategy, flour hydrolysis conducted by mixing fungal broth filtrate with wheat flour generated a glucose-rich stream, while the fungal bio-mass was subjected to autolysis for the production of a nutrient-rich stream. The possibility of replacing a commercial semi-defined medium by these two streams was investigated sequentially. A. succinogenes fermentation using only the wheat-derived feedstock resulted in a succinic acid concentration of almost 16 g l^–1 with an overall yield of 0.19 g succinic acid per g wheat flour. These results show that a wheat-based bio-refinery employing coupled fungal fermentation and subsequent flour hydrolysis and fungal autolysis can lead to a bacterial feedstock for the efficient production of succinic acid.