赭曲霉转化洋地黄毒苷的工艺优化和产物活性分析

以赭曲霉Rn405转化洋地黄毒苷的微生物转化工艺为研究对象,对助溶剂种类、底物浓度、金属离子种类和浓度等关键参数进行优化,确定的最优转化条件为:发酵培养基中添加1 mmol/L Mn2+离子,28℃,180 rpm振荡培养28 h时加入溶解于DMSO的底物溶液,使其终浓度为100 mg/L,然后在相同的条件下转化96 h。此时,底物的转化率和11α-羟基洋地黄毒苷元的生成率分别达到了100%和25.4%,比优化前分别提高了33.1%和14.5%。通过斯氏灌流法和Langendorff灌流法,探讨两个转化产物对蟾蜍和大鼠心肌细胞收缩能力的影响。结果表明,洋地黄毒苷元对心肌细胞收缩率的影响和底物洋地黄毒苷相当,而11α-羟基洋地黄毒苷元对心肌细胞收缩率的影响比底物洋地黄毒苷和洋地黄毒苷元均有所增强。     

酶法转化L-谷氨酸生产a-酮戊二酸

利用L-谷氨酸氧化酶(LGOX),对酶法转化L-谷氨酸生产α-酮戊二酸(α-KG)的工艺条件进行了研究。首先对野生菌链霉菌Streptomyces sp.FMME066进行亚硝基胍诱变,获得一株遗传性状稳定的突变株Streptomyces sp.FMME067;突变株在最优培养基(g/L):果糖10,蛋白胨7.5,KH2PO4 1,CaCl2 0.05条件下,LGOX酶活为0.14 U/mL。LGOX的生化特征为最适pH 8.5、温度35℃,Mn2+是激活剂。对LGOX转化L-谷氨酸生产α-KG的条件进行优化,在最优条件下转化24 h,α-KG产量为38.1 g/L,转化率为81.4%。研究结果为开发LGOX酶法转化生产α-KG的工业化奠定了坚实的基础。     

酶法转化L-谷氨酸生产α-酮戊二酸

利用L-谷氨酸氧化酶(LGOX),对酶法转化L-谷氨酸生产α-酮戊二酸(α-KG)的工艺条件进行了研究。首先对野生菌链霉菌Streptomyces sp.FMME066进行亚硝基胍诱变,获得一株遗传性状稳定的突变株Streptomyces sp.FMME067;突变株在最优培养基(g/L):果糖10,蛋白胨7.5,KH2PO4 1,CaCl2 0.05条件下,LGOX酶活为0.14 U/mL。LGOX的生化特征为最适pH 8.5、温度35℃,Mn2+是激活剂。对LGOX转化L-谷氨酸生产α-KG的条件进行优化,在最优条件下转化24 h,α-KG产量为38.1 g/L,转化率为81.4%。研究结果为开发LGOX酶法转化生产α-KG的工业化奠定了坚实的基础。     

Penicillium raistrickii 15α羟基化左旋乙基甾烯双酮工艺研究

通过生物转化技术对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮进行15α位羟基化,合成了重要的药物中间体15α-羟基左旋乙基甾烯双酮,对生物转化工艺进行了优化。重点对底物的助溶剂进行了筛选,同时对培养基成分,接种量,初始pH,通气量,投料浓度,投料时间,转化时间等转化条件进行了优化。结果表明:在摇瓶发酵中,Penicilliumraistrickii对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮生物转化,产物15α-羟基左旋乙基甾烯双酮转化率达到60%,在发酵罐放大试验中,转化率达到50%以上。具有工业生产前景。     

赭曲霉的高密度培养对坎利酮转化的影响

目的:研究赭曲霉高密度培养的发酵培养基及条件,实现坎利酮的高转化.方法:选取廉价易得的培养基成分并进行优化,同时对发酵条件进行优化,得到了最优发酵培养基配方及培养条件.结果:发酵培养基最优配方为:葡萄糖20g/L,玉米浆20g/L,酵母膏20g/L,K2HPO4 2.5g/L.种子液最佳培养时间为24h,发酵培养基初始pH 5.8,接种量为8%,装液量200mL/1000mL,摇床转速为180 r/min,28℃,底物投料时间24h,发酵结束时间72 h.结论:将该工艺在7L发酵罐中放大,菌体密度达到25.36g/L,11α羟基坎利酮的转化率为86.1%.     

Penicillium raistrickii15α羟基化左旋乙基甾烯双酮工艺研究*

通过生物转化技术对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮进行15α位羟基化,合成了重要的药物中间体15α-羟基左旋乙基甾烯双酮,对生物转化工艺进行了优化。重点对底物的助溶剂进行了筛选,同时对培养基成分,接种量,初始pH,通气量,投料浓度,投料时间,转化时间等转化条件进行了优化。结果表明:在摇瓶发酵中,Penicilliumraistrickii对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮生物转化,产物15α-羟基左旋乙基甾烯双酮转化率达到60%,在发酵罐放大试验中,转化率达到50%以上。具有工业生产前景。     

有机溶剂对黑根霉甾体11α-羟基化的影响

考察了有机溶剂对黑根霉甾体11α-羟基化反应中转化底物16α,17α-环氧孕甾酮生成11 α, 16α,17α-环氧孕甾酮的转化率和细胞色素P450酶浓度的影响.向培养28 h的培养液中添加终浓度0.035 mol/L的丙酮和1.75 g/L的底物,继续转化48 h.与未添加丙酮相比,添加丙酮后的底物转化率和细胞色素P450酶表达量分别提高了6.8%和30%.说明丙酮添加可明显提高黑根霉甾体11α-羟基化能力和细胞色素P450酶的表达.     

链霉菌Z314的分类鉴定及其转化产物普伐他汀的纯化研究

从土壤中筛选得到1株可转化美伐他汀(compactin)生产普伐他汀(pravastatin)的放线菌Z314,根据形态观察、培养特征、生理生化鉴定以及16S rRNA序列分析,初步判定该菌株为链霉菌属中的黄质产色链霉菌(Streptomyces xanthochromogenes).经发酵条件优化,该菌株转化美伐他汀生产普伐他汀的产量可达1580mg/L,转化率为49.45%.发酵液经中空纤维素柱过滤、大孔树脂吸附和HPLC纯化,普伐他汀的回收率为45.06%,纯度为99.02%,为进一步产业化开发奠定了基础.     

Gibberella intermedia CA3-1羟基化去氢表雄酮的工艺

利用Gibberella intermedia CA3-1对甾体化合物去氢表雄酮(DHEA)进行C7α-羟基化反应研究。用单因素实验的方法考察接种量、装液量、转速、有机溶剂助溶、投料浓度以及底物投加时间对产物7α-羟基去氢表雄酮(7α-OH-DHEA)生成的影响。最终确定最适工艺条件:接种量6%,装液量30 m L(250 m L三角瓶),转速220 r/min,体积分数6%丙二醇助溶,接种时即添加底物,底物DHEA质量浓度1 g/L,转化时间36 h。采用优化后的转化条件,7α-OH-DHEA摩尔得率为72.34%。     

纤维二糖发酵生产丙酮丁醇

分别考察C.acetobutylicum 810705、810706以不同浓度的麸皮和玉米粉添加物作为营养元素,纤维二糖直接进行丙酮丁醇(ABE)发酵的结果,发现2株菌对于玉米粉和麸皮的浓度变化趋势一致,C.acetobutylicum 810706转化率较高。纤维二糖ABE发酵工艺条件表明:玉米粉添加量为总糖含量的30%、底物糖质量浓度60 g/L,pH 6.5、温度35℃时,C.acetobutylicum 810706转化率达到37.38%,总溶剂质量浓度22.43 g/L,比葡萄糖、木糖ABE发酵转化率高。模拟纤维素酶水解产物配制混合糖培养基,其溶剂转化率较单独的葡萄糖、木糖发酵的转化率高,为34.95%。对比纤维素酶水解条件,C.acetobutylicum 810706具有优良的纤维素酶水解同步糖化ABE发酵能力。     

微生物转化雄甾-4-烯-3，17-双酮的菌种筛选和转化条件的初步研究

雄甾-4-烯-3,17-双酮(简称4AD)是甾体药物的重要中间产物,其11α羟化产物可制成治疗心血管疾病的药物。通过对30株不同种属真菌转化4AD能力的筛选,获得球孢白僵菌(Beauveria bassiana)QY2A对4AD有高效C11α羟化能力,得到目标产物C11α-羟基雄甾-3,17-双酮(简称11α-OH-4AD)。另对该菌株的转化条件进行优化,结果表明:初始pH值6.0,温度28℃,转速180r/min,转化时间60h,助溶剂甲醇终浓度和底物浓度分别为2.5%和2.5g/L时,11α-OH-4AD的转化率为65%,比未优化的转化率提高了51.2%。     

微生物转化方法生产香草酸与香草醛的初步研究

从实验室保藏的菌种中筛选到一株黑曲霉（Aspergillus niger）SW-33,能够将1g/L的阿魏酸底物转化为0.23g/L的香草酸,相应的摩尔转化率为29.35％;流加四次底物阿魏酸后,产物浓度达到1.11g/L,相应的摩尔转化率为44.9％。为了提高产物浓度,对培养基和发酵条件进行优化,使得该菌株能够将1g/l的阿魏酸底物转化为0.46g/L的香草酸,相应的摩尔转化率为57.81％。提取得到的香草酸,经HPLC测定,纯度为85.9％;提取收率为75.2％。用含香草酸的转化液,或者用提取的结晶香草酸,加入朱红密孔菌（Prcnporus cinnabarnus）SW-0203发酵培养液,可得到转化产物香草醛。     

离子液体-水双相体系中Gibberella intermedia C1双羟化去氢表雄酮(DHEA)

【目的】考察离子液体-水双相体系中赤霉菌(Gibberella intermedia C1)双羟化甾体类底物去氢表雄酮(DHEA)生成三羟基雄甾烯酮(7α,15α-di OH-DHEA)的生物转化过程。【方法】比较5种不同种类的离子液体([Hmim][PF_6]、[Bmim][PF_6]、[Bmim][BF_4]、[Bmim][NTF2]、[Emim][EtSO_4])对底物转化率和产物得率的影响。优化该双相体系中离子液体的浓度、底物的投料浓度及投料时间等。【结果】选择[Emim][EtSO_4]作为构建该体系的离子液体。摇瓶中最适双相体系转化条件为:菌体生长12 h后,向转化培养基中加入0.8%(体积比)的[Emim][Et SO4],同时投加6 g/L底物DHEA。在5 L发酵罐上,当转化至60 h时,产物浓度高达5.03±0.21 g/L,7α,15α-diOH-DHEA产物摩尔得率达到最高75.5%。【结论】确定了离子液体-水双相转化体系的最适转化条件,并在5 L发酵罐中进行了实验,为该体系的工业化应用奠定了基础。     

Fostriecin产生菌Streptomyces pulveraceus遗传转化体系的建立与优化

【目的】建立并优化链霉菌Fostriecin产生菌Streptomyces pulveraceus的遗传转化系统。【方法】以整合型质粒pSET152为出发质粒,通过供体菌E.coli ET12567/pUZ8002与受体菌Streptomyces pulveraceus进行接合转移。【结果】确定了链霉菌Streptomyces pulveraceus的最佳接合转移条件:培养基为终浓度含15%甘氨酸的MS培养基;孢子热激条件为50°C 10 min;阿伯拉霉素覆盖的时间为18 h,终浓度为20 mg/L。同时,把组成型启动子ermE+与绿色荧光蛋白基因(gfp)克隆到pSET152载体上,通过接合转移整合到该链霉菌中,gfp获得表达。【结论】建立Fostriecin产生菌的遗传转化系统,并发现甘氨酸能显著提高链霉菌的接合转移效率。     

聚-ε-赖氨酸高产菌株的筛选及其发酵工艺的初步研究

利用亚甲基蓝平板初筛、摇瓶复筛,从土壤中筛选了一株聚-ε-赖氨酸(ε-PL)高产菌株,ε-PL摇瓶产量大于2g/L,经初步鉴定该菌株为白色链霉菌(Streptomyces albulus)。对该菌株发酵生产ε-PL的培养基成分进行初步研究表明:葡萄糖是最好的碳源,酵母粉和硫酸铵是最佳的复合氮源,在优化培养基下,ε-PL摇瓶产量达到3.9g/L。     

天蓝色链霉菌海藻糖合酶的异源表达、活性分析及重组菌全细胞转化合成海藻糖的条件优化

从天蓝色链霉菌Streptomyces coelicolor克隆得到海藻糖合酶基因 (ScTreS),在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3) 中进行了异源表达,通过 Ni-NTA 亲和柱对表达产物进行分离纯化得到纯酶,经 SDS-PAGE 测定其分子量约为62.3 kDa。研究其酶学性质发现该酶最适温度35 ℃;最适pH 7.0,对酸性条件比较敏感。通过同源建模和序列比对分析,对该基因进行定点突变。突变酶K246A比酶活比野生酶提高了1.43倍,突变酶A165T相对提高了1.39倍,海藻糖转化率分别提高了14%和10%。利用突变体重组菌K246A进行全细胞转化优化海藻糖的合成条件并放大进行5 L罐发酵,结果表明：在麦芽糖浓度300 g/L、初始反应温度和pH分别为35 ℃和7.0的条件下,转化率最高达到71.3%,产量为213.93 g/L;当底物浓度增加到700 g/L时,海藻糖产量仍可达到465.98 g/L。     

拟结晶投料环氧黄体酮犁头霉羟化过程研究

环氧黄体酮羟化产物是多种甾体激素药物的中间体,其11-羟化过程利用犁头霉(Absidiacoerulea)所得转化率远高于其他菌株。采用拟结晶投料方式,将环氧黄体酮颗粒细化后加一定量水,β-环糊精,吐温-80,超声波乳化后投入发酵液中。这种投料方式可避免传统投料中使用有机溶剂毒害细胞的缺点,更利于底物转化。采用多层前传神经网络建立培养基和投料成分配比与转化率关系模型,并将具有全局寻优性能的粒子群优化算法(PSO)应用于培养基和投料成分配比的优化,收敛速度快,效果好。在优化的操作条件下,摇瓶中投料浓度为10g/L时底物转化率达到87.5%,在3.7L发酵罐中投料浓度提高到20g/L时底物转化率仍高达86.6%。     

产3-羟基丙酸重组菌的构建及其转化甘油的研究

将连接编码甘油脱水酶的基因重组质粒pEtac-dhaB和连接编码乙醛脱氢酶编码基因aldh的重组质粒pUCtac共转化大肠杆菌,得到产3-羟基丙酸重组大肠杆菌JM109(pUCtac-aldh,pEtac-dhaB),并对影响该重组菌发酵的营养因子进行研究.试验结果表明:该重组菌转化甘油合成3-羟基丙酸的适宜培养基组成为甘油40 g/L、酵母膏6 g/L、维生素B12 0.02 g/L以及KH2PO4 7.5 g/L; 3-羟基丙酸产量和转化率分别达到4.92 g/L和12.3 %.     

聚-ε-赖氨酸高产菌株的筛选及其发酵工艺的初步研究

利用亚甲基蓝平板初筛、摇瓶复筛,从土壤中筛选了一株聚-ε-赖氨酸（ε-PL）高产菌株,ε-PL摇瓶产量大于2g/L,经初步鉴定该菌株为白色链霉菌（Streptomyces albulus）。对该菌株发酵生产ε-PL的培养基成分进行初步研究表明：葡萄糖是最好的碳源,酵母粉和硫酸铵是最佳的复合氮源,在优化培养基下,ε-PL摇瓶产量达到3.9 g/L。     

睾酮转化菌的筛选及发酵条件优化

采用亚硝基胍(NTG)对主产雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)的菌株YHT-1进行诱变,获得了一株睾酮(TS)产量较高的菌株YHT-103。通过对发酵条件及发酵培养基的优化,获得最佳培养条件为转化培养基:葡萄糖15 g/L,硝酸铵4g/L,MgSO40.5g/L,K2HPO40.5g/L,植物甾醇2g/L,tween80 6g/L,pH值6.5。种子培养时间30h,接种量10%,培养温度28℃。最佳转化条件下,获得最高TS转化率为46.20%。