尿素对热带假丝酵母(Candida tropicalis)合成长链二元酸途径的调节 Ⅰ.抑制和阻遏作用

尿素明显地影响热带假丝酵母的长链二元酸合成。当存在适量尿素(0.1％)时,长链二元酸大量合成,但当尿素量增加至0.2％以上时,长链二元酸基本上不积聚,但短链二元酸,主要是庚二酸有所增加。 尿素的利用呈S形曲线,说明尿素可能经酶的诱导利用。在发酵中当尿素量增至0.2％以上时,整个发酵过程均残留少量尿素,它对长链二元酸的合成起着调节作用。 发酵中加入和尿素含氮量相当的酒石酸铵或硫酸铵以代替尿素,或在适量尿素的发酵过程中,补加入和0.1％尿素含氮量相当的氨时,均不明显抑制长链二元酸的合成,但在不同时间补加入0.1％尿素时,则受强烈抑制。 适量尿素(0.1％)培养的休止菌体,在不同时间补加尿素都显著抑制长链二元酸的合成,表明尿素对已生成的酶系具有抑制作用。但过量尿素培养的休止菌体,不能转化烷烃生成长链二元酸,说明过量尿素所培养菌体的长链二元酸合成酶系受到显著的阻遏作用。 适量尿素培养的休止菌体,在不同时间加入氨,它的抑制作用远较尿素为低。用适量尿素含氮量相当的铵盐培养的休止菌体,亦具有类似现象,但过量氨培养的休止菌体转化时仍能生成多量长链二元酸。以上均说明尿素对长链二元酸合成的影响不是氨而是尿素分子本身起了抑制和阻遏作用。 尿素分子的化学结构类似物——硫脲和胍也具     

尿素对热带假丝酵母Candida tropicalis合成长链二元酸途径的调节 Ⅱ.几个关键酶活力的消长

前文已报道尿素及尿素结构类似物对长链二元酸的合成酶系既有抑制作用,也有阻遏作用,从而调节了长链二元酸的合成。本文进一步从离体酶系探索过量尿素对热带假丝酵母在烃类氧化过程中有关三羧酸循环,乙醛酸循环,呼吸链,ω和β氧化等几个关键酶活力的消长关系。实验结果证明,过量尿素(0.2%)以上培养菌体的三羧酸循环三个主要脱氢酶,苹果酸脱氢酶,琥珀酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶(NADP)的比活力分别为正常尿素(0.1%)培养菌体的5.3、3.0、1.7倍。乙醛酸循环关键酶,异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶分别为正常尿素培养物的2.6和2.8倍。另一方面当尿素过量时ω-氧化酶系活力极微,而β-氧化酶系活力大大提高,以致长链二元酸难以积累。另外过氧化氢酶活力在过量尿素存在时也有显著提高。而谷氨酸脱氢酶、NADH氧化酶和由NAD连结的异柠檬酸脱氢酶在两种菌体内无明显差别。     

尿素对热带假丝酵母Candida tropicalis合成长链二元酸途径的调节——Ⅱ.几个关键酶活力的消长

前文已报道尿素及尿素结构类似物对长链二元酸的合成酶系既有抑制作用,也有阻遏作用,从而调节了长链二元酸的合成。本文进一步从离体酶系探索过量尿素对热带假丝酵母在烃类氧化过程中有关三羧酸循环,乙醛酸循环,呼吸链,ω和β氧化等几个关键酶活力的消长关系。实验结果证明,过量尿素(0.2%)以上培养菌体的三羧酸循环三个主要脱氢酶,苹果酸脱氢酶,琥珀酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶(NADP)的比活力分别为正常尿素(0.1%)培养菌体的5.3、3.0、1.7倍。乙醛酸循环关键酶,异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶分别为正常尿素培养物的2.6和2.8倍。另一方面当尿素过量时ω-氧化酶系活力极微,而β-氧化酶系活力大大提高,以致长链二元酸难以积累。另外过氧化氢酶活力在过量尿素存在时也有显著提高。而谷氨酸脱氢酶、NADH氧化酶和由NAD连结的异柠檬酸脱氢酶在两种菌体内无明显差别。     

尿素对热带假丝酵母合成长链二元酸途径的调节III．菌体生长和碳代谢平衡

本文通过热带假丝酵母(Candida tropicalts)在不同量尿素中的生长、磷和碳代谢方面的研究来探讨尿素的调节作用。结果指出,过量尿素(0 3％)培养1 20小时的酵母凶体干重为适量尿素(0．1％)培养的菌体干重的162％,但二元酸及其它代谢产物的量却大为减少。发酵过程氧的吸收和二氧化碳的释出明显地高于0.1％尿素的发酵过程。     

热带假丝酵母转化烷烃过程中P450酶活的研究

a-、ω-长链二元酸(α-、ω-Long Chin Dicarboxylic Acid,DCA)是一种重要的化工原料,是合成工程塑料、香料、耐寒性增塑剂、涂料和液晶等物质的主要原料.目前,人们主要通过热带假丝酵母(Candidatropicalis)代谢烷烃来生产从DCA11到DCA18等不同碳链长的二元酸[1,2].多年来在各种微生物,尤其是假丝酵母的烷烃氧化途径方面有大量的研究[3,4].在假丝酵母转化烷烃生成长链二元酸的代谢过程中[5-7],烷烃被吸引进入细胞后,首先经过细胞色素P450酶(Cy-tochrome P450)氧化生成a-一元醇,再进一步被氧化生成a-一元酸,引过程称为a-氧化.     

热带假丝酵母代谢烷烃过程中的β-氧化和代谢调控

热带假丝酵母(Candida tropicalis)能利用烷烃作唯一碳源和能源.当以烷烃或脂肪酸为碳源时,在细胞内可形成大量的过氧化物酶体(peroxisome),同时诱导生成脂肪酸β-氧化酶系,当以葡萄糖为碳源时,则极少有过氧化物酶体形成[1],一些C.tropicalis能氧化烷烃生成长链二元酸(long chain dicarboxylicacid,DCA).由于这些特征,人们从酶学、分子生物学和实际应用等方面对这种酵母进行了深入研究,并阐述了C.tropicalis代谢烷烃的途径、脂肪酸β-氧化酶系的生理功能及其几种重要酶的基因结构和酶活性的调控,阐明了它与哺乳动物细胞在脂肪酸代谢及调控方面上的差异;通过C.tropicalis突变株的筛选和发酵工艺的优化,使长链二元酸发酵技术实现了产业化[2,3].     

热带假丝酵母代谢烷烃过程中的β-氧化和代谢调控

热带假丝酵母 (Ｃａｎｄｉｄａｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ)能利用烷烃作唯一碳源和能源。当以烷烃或脂肪酸为碳源时 ,在细胞内可形成大量的过氧化物酶体 (ｐｅｒｏｘｉｓｏｍｅ) ,同时诱导生成脂肪酸 β 氧化酶系 ,当以葡萄糖为碳源时 ,则极少有过氧化物酶体形成[1] ,一些Ｃ .ｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ能氧化烷烃生成长链二元酸 (ｌｏｎｇｃｈａｉｎｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄ ,ＤＣＡ)。由于这些特征 ,人们从酶学、分子生物学和实际应用等方面对这种酵母进行了深入研究 ,并阐述了Ｃ .ｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ代谢烷烃的途径、脂肪酸β 氧化酶系…     

生产长链二元酸菌株的诱变筛选

能用于正烷烃发酵生产长链二元酸的较好微生物都是酵母菌,尤其是假丝酵母属中的热带假丝酵母（Ｃａｎｄｉｄａ ｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ）和阴沟假丝酵母（Ｃａｎｄｉｄａ ｃｌｏａｃａｅ）。 关于二元酸,知道Ｃ１０以下的短链二元酸在自然界广泛存在,确立起来的工业制造方法也多,而Ｃ１０以上的长链二元酸,天然存在的少,化工上难以合成。迄今为止,对二元酸的研究主要集中在Ｃ１０以上的长链二元酸。但是,所有野生菌株都难以积累和基质链长相同的长链二元酸,也就是说,它们的β-氧化能力太强。 Ｕｃｌｉｏ等研究了阴沟假丝酵母３１０…     

热带假丝酵母酰基辅酶A氧化酶的活性测定方法*

酰基辅酶A氧化酶 (ACO)是热带假丝酵母内二元酸β氧化的限速酶。工业上利用烷烃生产二元酸时 ,使用ACO低活性的菌株 ,将有利于提高二元酸的产量和纯度。本文以热带假丝酵母为材料 ,在Allain方法基础上加以改进 ,可简便、准确地测定ACO酶活性 ,为二元酸生产菌株的筛选方法提供了量化标准 ,并为进一步研究此酶的酶学性质奠定了基础。对本实验室所保存的一系列具有不同产酸能力的热带假丝酵母菌种进行酶活性测定 ,发现酶活性与产酸能力有明显的相关性。     

石油发酵长链二元酸的研究——Ⅲ.热带假丝酵母(Candida tropicalis)多倍体变种生产十三烷1∶3二羧酸的发酵条件研究

对热带假丝酵母(Candida tropicalis)多倍体变种NP_(CO)N22的十三烷1:13二羧酸高产发酵进行了研究。乙醇、可溶性淀粉、尿素、磷酸氢二铵等为较好的碳、氮源,但尿素等氮源的量增加时则完全抑制了二元酸的合成。烷烃发酵的适宜起始pH值在6～7之间,而发酵过程中则以维持pH值在8～8.5为佳。通气量Ks=0.8毫克分子O_2/升/分时,二元酸的产量最高。苯巴比妥和巴比妥酸钠能明显促进二元酸的合成。以乙醇和蔗糖为碳源,结合补料及调节pH,发酵190小时,十三烷1:13二羧酸产量分别达77.2克/升和72.5克/升。热带假丝酵母多倍体变种能氧化从癸烷至十八烷的正烷烃为相应碳链的长链二元酸,但以十三烷1:13二羧酸的产量为最高。     

丙氨酸对热带假丝酵母NPcoN22长链二元酸发酵的调节

本文研究了丙氨酸对热带假丝酵母(Candida tropicalis)NPcoN22长链二元酸发酵的调节,并把它与尿素的调节作了比较。在蔗糖利用、烷烃利用、菌体生长、发酵液pH变化和十四烷一1,14一二羧酸积累诸方面以及在三羧酸循环、乙醛酸循环、过氧化氢酶等酶的活力方面,丙氨酸具有与尿素相同的调节作用。丙氨酸加尿素作为混合氮源或在正常发酵过程中补加尿素或丙氨酸,其调节效果与过量尿素或过量丙氨酸单独存在条件下的情况一样,说明尿素和丙氨酸的调节作用具有相加效应。发酵过程中菌体对丙氨酸的利用特点表明了丙氨酸是菌体生长的限制因子。Β一氧化的抑制剂——丙烯酸能显著提高十四烷一1,14-二羧酸的积累。     

热带假丝酵母酰基辅酶A氧化酶的活性测定方法

酰基辅酶A氧化酶（ACO）是热带假丝酵母内二元酸β氧化的限速酶,工业上利用烷烃生产二元酸时,使用ACO低活性的菌株,将有利地提高二元酸的产量和纯度,本以热带假丝酵母为材料,在Allain方法基础上加以改进,可简便,准确地测定ACO酶活性,为二元酸生产菌株的筛选方法提供了量化标准,并为进一步研究此酶的酶学性质奠定了基础,对本实验室所保存的一系列具有不同产酸能力的热带假丝酵母菌种进行酶活性测定,发现酶活性与产酸能力有明显的相关性。     

热带假丝酵母ctpxa1基因缺失菌的构建及对长链二元酸积累的影响

Pxa1p为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae过氧化物酶体上的膜蛋白,与Pxa2p组成二聚体,参与转运长链脂肪酸进入过氧化物酶体过程。热带假丝酵母能够发酵烷烃和脂肪酸生产长链二元酸,而过氧化物酶体中发生的β-氧化会消耗产生的长链二元酸造成产率降低。本研究以热带假丝酵母Candida tropicalis 1798为宿主菌,通过基于PCR片段的同源单交换法,快速构建ctpxa1基因敲除菌株C.tropicalis 1798-pxa1。利用半定量RT-PCR技术,检测ctpxa1基因在C.tropicalis 1798、C.tropicalis 1798-pxa1的表达量,灰度值比值为2.03,表明ctpxa1在C.tropicalis 1798-pxa1中的表达被弱化。经144 h发酵,C.tropicalis 1798-pxa1比C.tropicalis 1798的十二碳二元酸产量明显提升,其产出浓度为10.3 g/L,比野生型菌株C.tropicalis 1798提高了94.3%。     

热带假丝酵母酰基辅酶A氧化酶的纯化及性质研究

利用热带假丝酵母由烷烃生产二元酸时,二元酸面临被β氧化降解的代谢途径。酰基辅酶A氧化酶是二元酸β氧化的限速酶。以热带假丝酵母1230菌株为材料,经硫酸铵分级沉淀、阴离子交换柱层析、BlueSepharose亲和柱层析,得到电泳均一的酰基辅酶A氧化酶。该酶有两种亚基,分子量分别为74kD和78kD。酶作用最适pH和最适温度分别为80和50℃。金属离子Ag+、Pb2+完全抑制酶活性,Ba2+、Mg2+、Ca2+对酶活性有明显抑制作用。丙烯酸是酶的反竞争性抑制剂,Ki为0633mmol/L,维生素C是竞争性抑制剂,Ki为2.01×10-3mmol/L。     

石油发酵长链二元酸的研究——(Ⅰ)二元酸产生菌的筛选方法、菌种鉴定及产物分析

微生物能将正烷烃分子两末端氧化成二元脂肪酸。我们设计了应用指示菌筛选产二元酸菌株的方法,并对产短链二元酸之解脂假丝酵母192(Candida lipolytica 192),和热带假丝酵母79(Candida tropicalis 79),用MNNG诱变育种,挑选在十五烷及十三烷 1:13二羧酸培养基上不生长或生长极差,可能是因β氧化受阻而积聚长链二元酸的突变种进行发酵。发酵产物经熔点测定、质谱分析、元素分析、气相色谱和红外光谱分析,证明为α,ω-十三烷1:13二羧酸。发酵产量解脂假丝酵母94为8.1克/升,热带假丝酵母N-15和N-26分别为14克/升和10克/升。 三株指示菌、不动杆菌(Acinetobacter sp)I_7、C_5和C_(11),对一元酸及二元酸的利用有差异,I_7能利用六碳以上二元酸及一元酸,C_5能利用八碳以上二元酸及一元酸,而C_(11)则只能利用一元酸生长。因此可以根据发酵液在这一组指示菌上的反应,筛选短链二元酸的产生菌。对应用指示菌作二元酸定量测定的方法也进行了讨论。     

烷烃对P450酶的诱导及二元酸发酵工艺改进

α、ω 长链二元酸 (Ｌｏｎｇ ｃｈａｉｎα ,ω ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄ ,ＤＣＡ)是一种重要的化工原料 ,是合成工程塑料、香料、耐寒性增塑剂、涂料、液晶等物质的重要原料。目前主要利用热带假丝酵母 (Ｃａｎｄｉｄａｔｒｏｐｌｉｃａｌｉｓ)转化烷烃生产[1,2 ] 。在以往发酵的过程中 ,通常在初始培养液中加入 5 %～10 %的烷烃。且有文献表明在发酵初期加入烷烃有利于产酸的提高。但我们的研究表明 ,在发酵初期加入烷烃也有其不利的一面 ,如高浓度的烷烃对于菌体的生长有一定的抑制作用。而且有实验表明 :适当提高细胞的培养液…     

热带假丝酵母(Candida tropicalis)79微体(microbody)分离与特性的研究

本文报道利用正十五烷热带假丝酵母Candida tropicalis 79微体的诱导和分离。用分级离心和非连续蔗糖密度梯度离心技术,从对数生长期前期的热带假丝酵母原生质体中分离得结构完整的微体。经酶学和细胞化学分析表明,微体中具有很强的过氧化氢酶、尿酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶等活力和使3,3′-二氨基联苯(DAB)氧化聚合的能力,证实了过氧化氢酶等主要定位在微体上。电镜观察,微体是单膜结构的细胞器,在某些微体的基质中尚见到晶核(crystalline core)和类晶体(crystallo-id)等细微结构。微体中尚含有一定量的脱氧核糖核酸,提示了微体有遗传功能的可能性。     

N^＋离子注入热带假丝酵母对长链二元酸产量的影响

用热带假丝酵母(Candidatropicalis)SCB412作为出发菌株,经能量50KeV、剂量l×1011～5×1015ions/cm2的N+离子注入诱变处理,以产生可遗传的诱变.N+离子注入后,存活率与剂量呈指数衰减关系log(存活率%)=8.23-0.604×log(剂量),在培养过程中可观察到酵母菌菌落和细胞形态均发生了变化.经筛选,获得了一株能够利用正十二烷烃发酵产生长链二元酸的高产菌热带假丝酵母SCB609.在初始正十二烷烃浓度为15%(v/v)下产酸量由43.5g/L上升到73.2g/L.比较两株菌发酵生长特性的差异,产酸过程有一定的变化.     

石油发酵长链二元酸的研究——(Ⅳ)、热带假丝酵母(Candida tropicalis)休止细胞转化正烷烃为相应长链二元酸的研究

热带假丝酵母(Candida tropicalis)变种N-15的休止菌体能转化十五烷为十三烷1:13二羧酸。菌龄48小时休止菌体转化活力最高。转化的最适反应系统为pH 7`5之0`5 M磷酸缓冲液。通气量对转化有很大影响,在高通气条件下,菌浓为15×10~8/毫升时,十三烷1:13二羧酸产量可高达109克/升。而且休止菌体可将从癸烷至十七烷的正烷烃氧化为相应碳链的长铸二元酸,产量都很高。转化的方法工艺简单,效率高,有应用价值。N-15休止菌体还可以氧化不同长度碳链的醇、醛及一元脂肪酸,但不能氧化烯烃及二元醇,可能N-15的烷烃初始氧化不经过脱氢及二元醇氧化途径。     

烷烃发酵产生1，13-十三碳二元酸及其诱导作用的研究

从能利用正十二烷产生1,12-十二碳二元酸的热带假丝酵母突变株D28出发,经两次紫外线照射诱变,选育到一株从正十三烷产生1,13-十三碳二元酸较高的突变株2—23号菌。该突变株较出发菌株提高产酸率20％,达40．4g／L。突变株2—23也能将一定链长的长链烷烃以较高的产率转变成相应的单一二元酸。此外,在产酸摇瓶条件试验中观察到烷烃的诱导作用,使突变株产酸能力得以提高。用烷烃预培养的种子发酵正十三烷,其产生1,13一十三碳二元酸的量较糖质碳源培养的种子发酵时要提高30％。