补加前体L-蛋氨酸对高密度发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸的影响

将高密度发酵技术成功应用于S-腺苷-L-蛋氨酸的生产。考察了补加前体L-蛋氨酸的量以及补加策略对酿酒酵母G14发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸的影响。实验发现补加前体L-蛋氨酸能明显促进S-腺苷-L-蛋氨酸的积累。同时还发现不同的补加策略对菌体浓度以及S-腺苷-L-蛋氨酸的产量和浓度有不同的影响。确定了补加L-蛋氨酸不应低于0.7g/10g菌体干重。比较了五种不同的补加前体L-蛋氨酸的方式。结果表明在菌体干重达到高密度的情况下(120g/L)补加前体L-蛋氨酸进行转化生产S-腺苷-L-蛋氨酸能达到比较好的效果一次性补加9g L-蛋氨酸,SAM的积累量在补加后的18h达到最高,为4.31g/L;采取流加方式补加L-蛋氨酸,流加速率为2g/h,共流加5h,流加结束28h后SAM达到最高积累量后者达到4.98g/L。两者最终的生物量均可达到130g/L以上。     

S-腺苷-L-蛋氨酸高密度发酵工艺优化

利用酿酒酵母在5L发酵罐高密度发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM)后期存在稳定性差的问题,本研究考察了在补糖中添加磷酸氢二铵、谷氨酸钠、三磷酸腺苷二钠来提高酿酒酵母发酵后期的稳定性。通过4批5L发酵罐高密度流加发酵实验研究发现:在发酵34h左右,菌体干重超过100g/L后,开始添加50克L-蛋氨酸,并在补糖中加入10g/L三磷酸腺苷二钠,发酵65.7h,最高生物量干重达到180g/L,SAM产量达到17.1g/L。     

发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸培养条件的优化研究

考察了摇瓶发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸过程中碳源、氮源、无机盐和生长因子以及培养过程中补加L-蛋氨酸时间对S-腺苷-L-蛋氨酸的产量、含量及生物量的影响。并通过均匀实验设计对培养基配方进行优化,在30℃、180 r/m in的培养条件下,得到最后的培养基配方为:葡萄糖30g,酵母粉11g,(NH4)2SO412g,K2HPO4.3H2O 5g,KH2PO410g,MnSO4.H2O 0.09g,ZnSO4.7H2O 0.14g,MgC l20.5g,CaC l20.3g,CuSO40.005g,自来水定容至1L。摇瓶中优化后的S-腺苷-L-蛋氨酸产量可以达到0.9g/L,比优化前产量提高了30%。采用优化后的培养基和培养条件在5L发酵罐中间歇培养,24h后一次性补加24g/L葡萄糖和1.0g/L L-蛋氨酸,继续培养24h后产量可达2.66g/L,生物量23.4g/L。     

代谢过程中相关氨基酸对高密度发酵生产腺苷蛋氨酸的影响

对清酒酵母高密度发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸（SAM）代谢过程中的相关氨基酸进行了考察。分别考察了十二种氨基酸对生物量和SAM产量的影响。实验发现L-胱氨酸、L-半胱氨酸、L-赖氨酸、L-组氨酸和L-蛋氨酸对SAM的积累有利,其中L-赖氨酸和L-组氨酸可以提高生物量,进而提高SAM的产量;L-胱氨酸、L-半胱氨酸和L-蛋氨酸可以提高SAM的含量,但是会抑制生物量的增长。通过3种补加方式的比较,得到最优的补加方式为：L-赖氨酸和L-组氨酸在培养基中加入,L-胱氨酸,L-半胱氨酸和L-蛋氨酸采取在发酵过程前24h流加。通过正交实验确定补加量为：L-赖氨酸为1g／L,L-组氨酸为1g／L,L-胱氨酸为1．5g／L,L-半胱氨酸为1g／L,L-蛋氨酸为1g／L。将此结果应用于5L发酵罐培养,SAM最高产量为5．53g/L,生物量为128g／L。     

L-蛋氨酸及甲醇浓度对毕赤酵母摇瓶发酵生产S-腺苷蛋氨酸的影响

利用甲醇传感器及高效液相色谱检测毕赤酵母摇瓶发酵过程的甲醇浓度及S-腺苷蛋氨酸(SAM)浓度,发现L-蛋氨酸浓度及甲醇浓度对毕赤酵母细胞生长及合成S-腺苷蛋氨酸具有影响,据此对摇瓶发酵过程的L-蛋氨酸浓度及甲醇浓度进行优化。优化结果表明:当L-蛋氨酸浓度为7.5 g/L时,最适于SAM积累,产量达到0.83 g/L;进而利用甲醇传感器对发酵过程的甲醇浓度进行检测及控制,考察不同甲醇浓度对SAM产量的影响,毕赤酵母产SAM的最佳甲醇浓度为15 g/L,在此浓度下SAM的产量达到1.41 g/L,比对照实验增加了21%。     

高产腺苷蛋氨酸菌株的诱变选育及培养方式研究

以清酒酵母SAM-04-01为出发菌株,通过紫外线-氯化锂复合诱变的方法,来筛选高产腺苷蛋氨酸菌株。筛菌最终得到一支正突变菌株,其摇瓶产量达到1.0 g/L,比原始菌产量提高了17%。经传代培养考察,该突变菌具有良好的遗传稳定性。同时还考察了两种不同培养方式对腺苷蛋氨酸积累的影响,结果发现一次性补加L-蛋氨酸和葡萄糖溶液对菌体生长有一定的抑制作用,而在菌体达到最大浓度时开始流加前体L-蛋氨酸和葡萄糖溶液则是一种比较好的培养方式,其产量达到了5.34 g/L。     

利用辅因子工程策略提高酿酒酵母中S-腺苷蛋氨酸的生物合成

通过代谢工程策略改造酿酒酵母胞内辅因子的形式和浓度,分析辅因子NADPH对于产物S-腺苷蛋氨酸(SAM)合成的作用并总结能量代谢和其他物质代谢的规律,为高产SAM菌株的代谢工程改造提供理论基础。由于酿酒酵母中的NADPH在线粒体和细胞质中的代谢相对独立,因此以酿酒酵母BY4741单倍体模式菌株为研究对象,研究了不同亚细胞结构内NADPH对于产物合成的影响。通过激光共聚焦显微镜证实了NADH激酶在酿酒酵母线粒体和细胞质中的表达。实验结果表明NADPH的提高有利于酿酒酵母胞内SAM的合成。发酵24 h,菌株NBYSM-1胞内SAM浓度较对照菌提高3.28倍,菌株NBYSM-2胞内SAM浓度提高1.79倍。其中重组菌株NBYSM-1合成SAM的能力和胞内NADPH/NADP~+比率均明显高于重组菌株NBYSM-2。因此,NADPH调控策略有望成为提高SAM产量的有力工具并应用于其他辅因子依赖化合物的合成。     

发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸培养条件的优化研究*

考察了摇瓶发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸过程中碳源、氮源、无机盐和生长因子以及培养过程中补加L-蛋氨酸时间对S-腺苷-L-蛋氨酸的产量、含量及生物量的影响。并通过均匀实验设计对培养基配方进行优化,在30℃、180 r/m in的培养条件下,得到最后的培养基配方为:葡萄糖30g,酵母粉11g,(NH₄)₂SO₄12g,K₂HPO₄.3H₂O 5g,KH₂PO     

高产谷胱甘肽酿酒酵母的选育及发酵工艺的研究

以酿酒酵母SC-001为出发菌株,利用紫外诱变结合乙硫氨酸和氯化锌的底物选择筛选到1株有较高GSH产量的酿酒酵母菌株SC-001-24,其GSH产量为743 mg/L,比出发菌株提高了22%。进一步在10 L发酵罐中考察了不同发酵模式和前体氨基酸补加方式对酿酒酵母产GSH的影响,确定最佳发酵模式为补料分批发酵,最佳前体氨基酸补加策略为:初始培养基加入41 mmol/L半胱氨酸,发酵42 h后一次性补加半胱氨酸246 mmol,甘氨酸160 mmol,谷氨酸82 mmol。在最佳发酵条件下GSH产量达到1 280.4 mg/L。     

ATP合成菌株的构建及用于联合生产S-腺苷甲硫氨酸

为降低S-腺苷甲硫氨酸的生产成本,构建了同时表达腺苷激酶、腺苷酸激酶和乙酸激酶3种酶的重组大肠杆菌菌株用于ATP的合成,并对ATP的转化条件进行了优化,优化后的反应体系为:腺苷30 mmol/L,乙酰磷酸二锂盐135 mmol/L,硫酸镁5 mmol/L,硼砂50 mmol/L,菌体2 g/L(湿重),反应液初始pH7.5,反应温度为35℃,反应时间为3 h,反应转化率可以达到99%以上。按照上述反应体系进行5 L放大,反应结束后再投入65 mmol/L D,L-甲硫氨酸和50 g/L(湿重)表达腺苷甲硫氨酸合成酶的重组大肠杆菌菌体,并补加15 mmol/L硫酸镁,转化18 h S-腺苷甲硫酸浓度能达到8.7 g/L,转化率达到72.5%。     

以糙米为原料流加L-蛋氨酸的S-腺苷蛋氨酸发酵优化

研究了S-腺苷甲硫氨酸(SAM)高产菌啤酒酵母S-W55的廉价培养基及分批补料发酵过程优化.对啤酒酵母S-W55生长和SAM产量影响最为重要的糙米水解糖和酵母粉进行了响应面优化,得到了最优化的配方为糙米水解糖51.4g/L、酵母粉4.74g/L,此条件下啤酒酵母S-W55的SAM产量达2.61 g/L.不同分批补料发酵...     

法夫酵母PLX-All发酵纤维素酶水解物合成虾青素

法夫酵母（Phaffia rhodozyma)PLX-All菌株能够发酵纤维素酶水解物进行虾青素的生物合成。纤维素的酶解物主要为纤维二糖和葡萄糖,在另外添加适量其它营养物后可被法夫酵母发酵用于生长及合成虾青素。摇瓶试验结果表明,培养108h,法夫酵母的生物量可达2.3g／L,虾青素的产率达913.4g／g干细胞,虾青素体积产率为2.1mg／L。在2L罐的发酵试验中,法夫酵母的生物量可达3.23g／L（第96h）,虾青素的产率达581.4g／g干细胞,虾青素体积产率达1.88mg／L。     

法夫酵母PLX-All发酵纤维素酶水解物合成虾青素*

法夫酵母（Phaffia rhodozyma)PLX-All菌株能够发酵纤维素酶水解物进行虾青素的生物合成。纤维素的酶解物主要为纤维二糖和葡萄糖,在另外添加适量其它营养物后可被法夫酵母发酵用于生长及合成虾青素。摇瓶试验结果表明,培养108h,法夫酵母的生物量可达2.3g／L,虾青素的产率达913.4g／g干细胞,虾青素体积产率为2.1mg／L。在2L罐的发酵试验中,法夫酵母的生物量可达3.23g／L（第96h）,虾青素的产率达581.4g／g干细胞,虾青素体积产率达1.88mg／L。     

法夫酵母高密度培养及虾青素的高产研究*

本文对法夫酵母Phaffia rhodozyma的不同流加培养模式进行了研究。实验结果表明,采用指数流加,虾青素产率和细胞干重具有较大值,分别达到14.52mg/l和32.56g/l;其次是恒pO2流加和恒速流加培养,虾青素产率分别达到8.89mg/l和6.70mg/l; 恒pH流加方式更有利于法夫酵母细胞的生长(14.62g/l DCW)。但是,不同流加培养模式所得的μmax和qasta具有较大的差距。恒pH、恒pO2流加培养及间歇培养有较大值,分别为0.0613 h-1、0.056 h-1、0.053 h-1;指数流加的μmax较小。间歇培养中虾青素生成比率最大,qasta=0.048×10-3h-1。     

Effect of amino acids addition and feedback control strategies on the high-cell-density cultivation of Saccharomyces cerevisiae for glutathione production

Controlling glucose feeding rate, according to the change of ethanol concentration and respiratory quotient (RQ), has been studied in high-cell-density cultivation of Saccharomyces cerevisiae for glutathione (GSH). GSH yield and dry cell weight reached 1620 mg/L and 140 g/L, respectively, after 52 h of cultivation. In addition, optimized single shot addition of precursor amino acids (performed in both flask and fermentor experiments) at 32 h could result in the GSH yield reached 2020 mg/L after 38 h of cultivation. The yield and productivity of GSH increased 25% and 70%, respectively. Moreover, cultivation time was reduced to 38 h, compared with results without adding the precursor amino acids.     

Acetonobutylic fermentation: improvement of performances by coupling continuous fermentation and ultrafiltration

The technology of coupling ultrafiltration and fermentation has been tested with the acetonobutylic fermentation in continuous mode. The device developed was sterilizable by steam and permitted drastic cleaning of the ultrafiltration (UF) membrane without interrupting the continuous fermentation. It has been shown to be an easily operated and reliable experimental tool for studying high-cell-density cultures and inhibition phenomena. With total recycle of biomass, a dry weight concentration of 125 g/L was attained, which greatly enhanced the volumetric solvent productivity of acetonobutylic fermentation in averaging 4. 5 g/L h for significant periods of time (>70 h) and maintaining solvent concentration and yield at acceptable levels.     

表达血管生长抑制素的重组毕赤酵母在诱导阶段混合碳源的流加

为进行高密度发酵并实现外源基因的高表达,在表型为Mut^S的重组毕赤酵母（Pichia pastoris）表达人血管生长抑制素的诱导阶段,采用了甘油甲醇混合补料的培养方式。以溶氧水平作为甘油代谢指针来控制甘油限制性流加既可维持一定菌体生长,又不会发生发酵液中残余甘油及有害代谢产物（乙醇）阻遏蛋白表达。当表达阶段的菌体平均比生长速率控制于0.012h^-1,菌体浓度达150 g/L,血管生长抑制素浓度最高达到108 mg/L,血管生长抑制素的平均比生产速率为0.02 mg/(g·h),菌体关于甘油的表观得率为0.69 g/g,菌体关于甲醇的表观得率为0.93g/g,较没有采用甘油限制性流加时都有所提高。