L-色氨酸生产菌的选育及其发酵条件的研究

以代谢控制发酵理论为指导 ,对L -色氨酸产生菌的定向选育、摇瓶发酵条件、30L发酵罐发酵条件进行了研究。以谷氨酸棒杆菌Tx5 - 32 (Phe- +Tyr- )为出发菌株 ,经硫酸二乙酯 (DES)多次诱变处理 ,定向选育出一株L -色氨酸产生菌TQ2 2 2 3(Phe- +Tyr- +5 -MTr+5 -FTr+SGr+CINr)。以摇瓶分批发酵最优条件为基础 ,对菌株TQ2 2 2 3进行了 30L发酵罐分批发酵试验 ,该菌株发酵 6 4h ,产L -色氨酸 7.2 8g·L- 1 。     

产胶原蛋白酶嗜虫沙雷氏菌DL-12的紫外诱变育种

对产胶原蛋白酶的一株沙雷氏菌DL-12进行紫外诱变处理,以明胶为底物,对诱变后的菌种进行初步筛选,通过鱼皮液化实验和发酵上清液中的胶原蛋白酶活力的比较,选出紫外诱变不同剂量下产生的产酶活力有明显提高的菌株DL-12(50s)-3,DL-12(50s)-4和DL-12(55s)-5,对这3种菌的产酶稳定性进行测定和比较,其中诱变菌DL-12(50s)-4发酵上清液中酶活力平均达98.37U/m L,比出发菌提高了43.54%,且具有稳定产酶特性。由于经紫外诱变获得的诱变菌DL-12(50s)-4高产胶原蛋白酶且产酶稳定,是具有应用前景的资源菌种。     

L—苯丙氨酸产生菌株FMP8902特性研究

FMP8902是从谷氨酸棒杆菌NO.17-3经人工诱变定向筛选而获得的一株苯丙氨酸产生菌。该菌株在5升罐的发酵中,以水解糖和糖蜜为主要原料,32±1℃,44小时,苯丙氨酸产量可达16.3mg/ml,转化率为12.9%。它的发酵副产物很少,遗传性状稳定。菌体为棒状至短杆状,无芽孢,革兰氏染色阳性,常见“V”形排列。FMP8902具有酪氨酸营养缺陷及四种芳香氨基酸结构类似物[DL-P氟苯丙氨酸、DL P-氯苯丙氨酸、P-氨基DL-苯丙氨酸、β-(2-噻吩)DL-丙氨酸]多重抗性,同时它能够在含利福平(5μg/ml)的培养基中正常生长。     

产L-色氨酸菌株的诱变选育

本文报道了利用细菌直接发酵糖质原料生物合成L-色氢酸的研究结果。以谷氨酸产生菌北京棒状杆菌AS1.299为出发菌株,采用亚硝基胍多次诱变获得了几株产生L-色氨酸的菌株,其中。CG5突变株属于精氨酸和尿嘧啶缺陷型并具有对5MT,6FT,4FP的抗药性。在以葡萄糖为碳源,硫酸铵为氮源而不需添加任何前体物的培养基中,直接发酵五天,产酸能达8g／l。发酵终了用离子交换树脂提取发酵液,所得纯品经红外光谱,比旋光度,生物测定及纸上层析鉴定为L-色氨酸     

L-组氨酸高产菌株的选育及其发酵条件优化

目的:以谷氨酸棒杆菌TQ2223(Phe-/Tyr-/5-MTr/SGr/5-FTr/CINr)为出发菌株,定向选育具有5-甲基色氨酸抗性(5-MTr)、磺胺胍抗性(SGr)、5-氟色氨酸抗性(5-FTr)、8-氮鸟嘌呤抗性(8-AGr)、6-巯基嘌呤抗性(6-MPr)、2-噻唑丙氨酸抗性(2-TAr)等遗传标记的突变株;同时对突变株发酵培养基及条件进行研究,获得最优条件。方法:经硫酸二乙酯诱变处理,测定了诱变时间与致死率的关系,并对发酵培养基中不同氮源、生物素添加量进行了单因素实验,对接种量、发酵培养温度等发酵条件也进行了实验确定。结果:经诱变处理后,定向选育出的菌株TL1105(5-MTr/SGr/5-FTr/8-AGr/6-MPr/2-TAr)在未经优化的摇瓶发酵条件下,L-组氨酸的产量为12.02g/L;而优化培养条件后,L-组氨酸的产量达23～24g/L。结论:确定最佳诱变时间30min,此时致死率为80%。硫酸铵为发酵培养基中最适碳源,生物素添加量为50μg/L,采用5%接种量为宜,组氨酸发酵的最适温度为30℃。     

玫瑰黄链霉菌NKZ-259发酵培养基的优化

玫瑰黄链霉菌NKZ-259是一株生防菌株,其次级代谢能产生植物生长调节类物质吲哚乙酸(IAA)。为了进一步提高菌株代谢产生IAA的含量,本试验对该菌株的发酵培养基进行了优化。利用单因子试验确定发酵培养基中最适的6种营养成分为葡萄糖、可溶性淀粉、蛋白胨、硝酸钾、磷酸氢二钾和L-色氨酸;通过Plackett-Burman设计筛选出影响菌株发酵产生IAA的主要因素为L-色氨酸、葡萄糖和磷酸氢二钾;采用中心组合试验(CCD)及响应面法分析各因素的交互作用。最终确定菌株代谢产生IAA的最优发酵培养基为:L-色氨酸2.24 g/L,葡萄糖20.7 g/L,磷酸氢二钾0.5 g/L,可溶性淀粉10 g/L,蛋白胨3 g/L,硝酸钾4.5g/L;使用优化后的发酵培养基菌株代谢产生IAA的含量为45.377 4μg/mL,比原始发酵培养基IAA的含量提高了3倍。     

北京棒杆菌芳香族氨基酸转运蛋白基因敲除对L-色氨酸积累的影响

[目的]为了减少北京棒杆菌PD-67(Corynebacterium pekinense PD-67)从细胞外吸收色氨酸,降低细胞内色氨酸库的浓度,从而使色氨酸的反馈控制作用减弱,增加胞外L-色氨酸的积累量,构建北京棒杆菌PD-67的芳香族氨基酸转运蛋白基因aroP敲除的菌株,研究aroP基因敲除对菌株L-色氨酸积累的影响.并进一步研究在aroP敲除菌株中表达邻氨基苯甲酸合成酶(AS)基因对L-色氨酸积累的影响.[方法]运用PCR技术扩增aroP基因,与整合质粒连接后,用限制性内切酶法构建带有内部片段缺失的aroP基因的敲除载体.利用同源重组技术,敲除北京棒杆菌PD-67的aroP基因,构建菌株PD-67 ΔaroP,并用带有aroP基因的表达载体对PD-67ΔaroP进行互补验证.采用PCR技术扩增AS基因,与表达载体连接构建重组质粒.将重组质粒转入菌株PD-67ΔaroP,构建工程菌株PD-67 ΔaroP/pXAS.通过摇瓶发酵研究PD-67 AaroP和PD-67 ΔaroP/pXAS的发酵特性.[结果]经PCR验证获得了aroP基因缺陷的菌株.摇瓶发酵结果表明,与出发菌株相比,PD-67ΔaroP的L-色氨酸的积累量提高了65％.酶活分析结果表明,AS基因在菌株PD-67 △aroP中得到表达.AS基因表达使工程菌单位菌体产酸率提高了25.6％.[结论]北京棒杆菌PD-67中芳香族氨基酸转运蛋白基因arop的敲除能够提高胞外L-色氨酸的积累量.在arop基因敲除菌中表达AS基因,可以进一步提高工程菌的产酸率.     

色氨酸发酵的初步研究

我们从271株酵母菌中,选出一株可利用邻氨基苯甲酸为前体产生色氨酸的优良菌株——阿保利假丝酵母(Candida arborea AS 2．566)。对该菌的发酵条件进行了初步研究,发现通气量、邻氨基苯甲酸浓度等与色氨酸产量有密切关系。采用乙醇一邻氨基苯甲酸混合分次追加的方式,可提高色氨酸的产量。用30升发酵罐试验,色氨酸产量达5克／升以上。     

大肠杆菌L-色氨酸合成的代谢流分析简

目的：从代谢流的层面研究育种过程中基因操作对色氨酸积累的影响,为色氨酸菌种选育的设计思路提供理论指导和验证。方法：根据实验菌株的代谢特点构建￡一色氨酸代谢网络图,对出发菌株TRTH0709,及其重组菌株TRTH1013、TRTH1105和TRTH1107在30L发酵罐中进行分批流加发酵试验,在发酵进入稳定期后的26．28h,分别检测主要胞外代谢物的浓度并计算变化速率。结果和结论：得到了各菌株在拟稳态下的代谢流分布图。转酮酶基因（tktA）和磷酸烯醇式丙酮酸合成酶基因（ppsA）过表达能显著影响中心代谢途径,使代谢流向有利于色氨酸合成的方向改变,贮碳因子基因（csrA）敲除的影响较小,但在tktA和ppsA过表达质粒存在的情况下对色氨酸合成的代谢流有明显的促进作用。进一步的菌种改造仍有待进行,葡萄糖转运系统的替代和三羧酸循环的减弱是主要方向。     

结合缺陷型菌株显色法采用离子束诱变筛选高产L-精氨酸突变株

为快速高效筛选L-精氨酸高产突变株,建立一种缺陷菌株平板显色法并采用低能N+离子束对L-精氨酸生产用菌株钝齿棒杆菌SYPA5-5进行诱变处理,通过上述平板显色法筛选获得高产突变株.对突变株进行摇瓶发酵实验,最终选育出一株L-精氨酸产量较高且产酸性能比较稳定的突变菌株钝齿棒杆菌SYPA5-5-36.该菌株摇瓶发酵L-精氨酸产量可达35.85 g/L,比出发菌株提高了19.5％.因此,缺陷型菌株平板显色法可以用于快速、高效筛选高产L-精氨酸突变株.     

谷氨酸棒杆菌aroⅡ、trpEGD基因的过量表达及其对色氨酸合成的影响

以谷氨酸棒杆菌SPT9(Phe-、Tyr-、4-FPr、6-FTr)为出发菌株,采用PCR方法扩增色氨酸合成途径中解除了反馈抑制的关键酶aroⅡ和trpEGD基因,应用大肠杆菌-谷氨酸棒杆菌穿梭表达载体pEC-XK99E在谷氨酸棒杆菌SPT9中对其进行了分别过量表达和串联过量表达.首先对aroⅡ和trpEGD基因分别进行过量表达,得到菌株SPT9-aroⅡ、SPT9-trpEGD,摇瓶发酵试验表明,菌株SPT9-aroⅡ、SPT9-trpEGD的色氨酸产量相对于出发菌株SPT9分别提高了30%、23%;进一步对aroⅡ和trpEGD进行了串联过量表达,得到菌株SPT9-trpEGD-TP-aroⅡ,摇瓶发酵试验表明,该菌株色氨酸产量相对于出发菌株SPT9提高了84%.荧光定量PCR检测表明,菌株SPT9-trpEGD-TP-aroⅡ中aroⅡ、trpEGD基因的表达量分别为出发菌株SPT9的4.0倍和1.3倍.     

ε-聚赖氨酸高产菌株选育及分批发酵的研究

以北里孢菌(Kitasatospora sp.)PL6-3为出发菌株,经硫酸二乙酯诱变,获得遗传性能稳定的AECr突变株MY5-36。MY5-36摇瓶发酵产ε-聚赖氨酸达1.17 g/L,是出发株PL6-3的3倍;5 L发酵罐批式发酵产酸达7.72 g/L,较出发菌株提高了7倍以上。与PL6-3相比,MY5-36菌株形态发生了很大变化,菌丝和孢子颜色都发生了改变。     

模块化工程改造大肠杆菌生产L-色氨酸

L-色氨酸作为一种必需氨基酸,广泛应用于食品、饲料和医药等领域。目前,微生物法生产L-色氨酸存在转化率低等问题。为此,本研究通过敲除L-色氨酸操纵子阻遏蛋白(L-tryptophan operon repressor protein, trpR)、替换l-色氨酸弱化子(trpL)、引入抗反馈调节的aroG^fbr等,获得可积累11.80 g/L L-色氨酸的底盘菌株大肠杆菌(Escherichia coli)TRP3。在此基础上,将L-色氨酸合成途径分为中心代谢途径模块、莽草酸(shikimic acid, SA)途径至分支酸(chorismic acid, CHA)模块、分支酸至L-色氨酸模块,并借助启动子工程,通过平衡中心代谢途径模块、莽草酸途径至分支酸模块、分支酸至L-色氨酸模块,获得工程菌E.coli TRP9。在5 L发酵罐中,工程菌E.coli TRP9的L-色氨酸产量提升至36.08 g/L,糖酸转化率提升至18.55%,达到理论转化率的81.7%。本研究利用模块工程策略,构建了高产L-色氨酸生产菌株,为l-色氨酸的规模化生产奠定了良好的基础。     

大肠杆菌L-色氨酸合成的代谢流分析

目的:从代谢流的层面研究育种过程中基因操作对色氨酸积累的影响,为色氨酸菌种选育的设计思路提供理论指导和验证。方法:根据实验菌株的代谢特点构建L-色氨酸代谢网络图,对出发菌株TRTH0709,及其重组菌株TRTH1013、TRTH1105和TRTH1107在30 L发酵罐中进行分批流加发酵试验,在发酵进入稳定期后的26~28 h,分别检测主要胞外代谢物的浓度并计算变化速率。结果和结论:得到了各菌株在拟稳态下的代谢流分布图。转酮酶基因(tktA)和磷酸烯醇式丙酮酸合成酶基因(ppsA)过表达能显著影响中心代谢途径,使代谢流向有利于色氨酸合成的方向改变,贮碳因子基因(csrA)敲除的影响较小,但在tktA和ppsA过表达质粒存在的情况下对色氨酸合成的代谢流有明显的促进作用。进一步的菌种改造仍有待进行,葡萄糖转运系统的替代和三羧酸循环的减弱是主要方向。     

大肠杆菌色氨酸转运系统多基因敲除对色氨酸生产的影响

大肠杆菌中色氨酸向胞内的转运主要是由mtr、tnaB和aroP 3个基因编码的通透酶进行调控.利用Red重组技术,在mtr单基因敲除菌的基础上,成功构建了mtr.tnaB和mtr.aroP双基因敲除菌以及mtr.tnaB.aroP三基因敲除菌,并通过发酵实验首次考察了色氨酸转运系统多基因缺失对大肠杆菌合成色氨酸的影响.发酵结果表明,mtr.tnaB和mtr.aroP双基因缺失后,色氨酸产量分别达到1.38 g/L和1.27 g/L,与出发菌株相比分别提高了17％和9％,而mtr.tnaB.aroP三基因缺失后,菌体生长受到了明显抑制,发酵后色氨酸产量仅为0.63 g/L.在补料分批发酵实验中,mtr.tnaB双基因敲除菌的色氨酸产量进一步提高至12.2 g/L,与出发菌株相比色氨酸产量提高了27％.     

发展中的氨基酸工业(二) 各论

<正> 1.L-谷氨酸钠 2.DL-蛋氨酸 3.L-赖氨酸盐酸盐 4.甘氨酸 5.L-色氨酸 6.L-半胱氨酸盐酸盐 7.DL-丙氨酸 8.L-谷氨酰胺 9.L-精氨酸盐酸盐 10.L-亮氨酸 11.L-天门冬氨酸     

产氨基酰化酶米曲霉高产菌株的选育

采用亚硝基瓜抑菌圈法对米曲霉菌株3042,AF92011,AF93018,AF93020,AF93022,AF93332进行诱变处理,从诱变菌株中筛选到几个高产氨基酰化酶菌株(3042-5,AF93020-2,AF93020-6和AF93022-5),对DL-蛋氨酸的拆分活力分别比出发菌株提高34.1%、157.6%、152.4%和145.4%,其中米曲霉菌株3042的诱变菌株3042-5最高酶活力达203.1U/ml     

ARTP技术选育吩嗪-1-甲酰胺高产菌株及发酵优化

从一株高产吩嗪-1-甲酰胺(PCN)的绿针假单胞菌P3株出发,利用常压室温等离子体诱变技术进行诱变育种,从初筛的20株突变株中获得了一株PCN产量达到2 093 mg/L的突变株P3-9,为出发菌株的125%。随后通过单因素实验考察了各种营养因子对该高产菌株合成PCN的影响,结果表明发酵培养基的最佳碳源、氮源分别为甘油和蛋白胨,外源添加Fe3+或Fe2+对于积累PCN有显著促进作用,而添加苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸对PCN产量无明显影响。优化后,该突变株的PCN产量高达2 810 mg/L,是目前国际上通过诱变育种获得的较高PCN产量。     

青海大骨节病区小麦内生镰刀菌和硒对兔膝软骨细胞的影响

小麦内生镰刀菌5-5-1菌株是从青海大骨节病区穗期小麦籽粒中分离的一株优势内生镰刀菌,本试验通过采用干重法测定菌丝体生长量;MTT(methylthiazolyldiphenyl-tetrazoliumbromide)法检测软骨细胞存活率;甲苯胺蓝染色法和免疫组化染色法分别检测兔膝软骨细胞内蛋白聚糖(aggrecan)和Ⅱ型胶原蛋白(collagenⅡ)的表达;逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)法检测软骨细胞内蛋白聚糖和Ⅱ型胶原蛋白m RNA的表达水平,探讨了硒对5-5-1菌株生长的影响及不同硒水平下培养该菌株获得的发酵产物对兔膝软骨细胞有关指标的影响。结果表明,硒浓度在0.05~0.5 mg/L的范围内,对5-5-1菌株生长有促进作用,且呈浓度效应;低浓度硒条件下培养的该菌株发酵产物对软骨细胞蛋白聚糖和Ⅱ型胶原蛋白的合成及其m RNA表达的抑制作用相对较小。由此推断适宜浓度硒具有促进镰刀菌生长的作用,但同时能够减轻其发酵产物对软骨细胞的损伤。     

宽泛底物谱色氨酸脱羧酶体外合成卤代色胺衍生物和血清素（英文）

【背景】色氨酸脱羧酶在自然界有高度特异性,行使催化色氨酸为色胺的功能。一个色氨酸脱羧酶BaTDC参与南海海绵共生菌Bacillus atrophaeus C89次级代谢产物Bacillamides的生物合成过程。【目的】探究BaTDC酶学特征和底物谱,建立体外合成色胺衍生物的方法。【方法】通过构建系统发育树揭示BaTDC在进化中的地位。在温度梯度和pH梯度下进行酶反应,利用不同的色氨酸衍生物为底物,通过HPLC和UPLC-MS检测酶反应过程,表征BaTDC活性。【结果】系统发育分析显示BaTDC与肠道菌Ruminococcusgnavus亲缘关系相近。纯化重组BaTDC的最适温度为40-45°C,最适pH值为8.0。BaTDC可以催化羟代色氨酸和卤代色氨酸包括4-氟色氨酸和5,6,7-氯色氨酸及4-溴色氨酸,得到相应的卤代色胺衍生物和血清素。【结论】本研究分析了BaTDC的特性,发现BaTDC表现出宽泛的底物耐受性,可为前体喂养或定向生物合成新型药用色胺衍生物和下游复杂天然产物奠定基础。