利用固定在角叉菜凝胶中的中间埃希氏菌细胞合成L-多巴

将中间埃希氏菌(Escherichia intermedia)细胞用包埋方法固定在角叉菜凝胶中,应用于从邻苯二酚、丙酮酸和氨酶促合成L-多巴。含75mg细胞/克凝胶的制剂保留原酶活性的60～65％。通过对三种底物抑制作用进行观察。看到底物浓度对游离细胞和固定化细胞合成L-多巴初速度的影响几乎相似,在分批反应器中,20小时得到7.8克/升以上的L-多巴(产率是0.39克/升小时)。在初速度条件和分批反应器中,固定在角叉菜凝胶中的细胞合成的L-多巴比固定在聚丙烯酰胺凝胶中的细胞要高。     

酪氨酸酚裂解酶的固定化与转化条件的优化

以欧文氏菌(Erwinia herbicola)来源的酪氨酸酚裂解酶的重组大肠埃希菌Escherichia coli BL21为研究对象,研究固定化大肠埃希菌生产L-酪氨酸的条件。以海藻酸钠为载体,采用单因素实验分别考察了载体材料、明胶浓度、反应时间、苯酚浓度和辅助剂(二氧化硅、硅藻土和碳酸钙)等因素对L-酪氨酸生产的影响,发现明胶浓度、反应时间、苯酚和碳酸钙等因素的影响较为显著,进而通过正交实验探索最优条件。结果表明,生产L-酪氨酸的最优条件:载体为4%海藻酸钠与6%明胶的混合载体,苯酚浓度0.08 mol/L,反应时间8 h,于载体中添加0.6%碳酸钙。此条件下,连续反应9次后L-酪氨酸的产量达到64.5 g/L,比优化前提高了451.3%。     

Citrobacter freundii休止细胞催化合成L-多巴

以在L-酪氨酸诱导下高效表达酪氨酸酚解酶的菌株Citrobacter freundii 48003-3的休止细胞为生物催化剂,以邻苯二酚、丙酮酸钠、醋酸铵为前体,选择性合成L-DOPA。研究了反应温度、pH和前体浓度等对合成L-DOPA的影响。最优反应条件下,反应12h,L-DOPA的量可达到9．5g／L。     

利用丝氨酸羟甲基转移酶和β-酪氨酸酶偶联反应合成L-酪氨酸

本文研究了在5‘-磷酸吡哆醛和四氢叶酸存在条件下,通过丝氨酸羟甲基转移酶和β-酪氨酸酶偶联反应,由甘氨酸、甲醛和酚合成L-酪氨酸的反应条件。重组产气克雷伯氏菌菌株(Klebsiella aerogenes)和草生欧文氏菌(Erwinia her-hicola)(ATCC21434)分别为丝氨酸羟甲基转移酶和β-酪氨酸酶的来源。加入到反应器中的酚和甲醛的量根据反应的需求,应以这些化合物使酶失活降低到最小为准。高浓度的四氢叶酸用来与甲醛形成复合物。整个反应的最适pH为7.0左右,在这个pH范围内甘氨酸对β-酪氨酸酶的抑制作用最小。由于相同原因,有意思地维持甘氨酸的初始浓度在较低水平。反应混合物(500ml)含0.25M甘氨酸,0.5mM 5’-磷酸吡哆醛,0.056Mβ巯-基乙醇,7mM甲氢叶酸及初始酚浓度0.32%,细胞于pH7.0,37℃培养。加入37%的甲醛使反应开始。酚和甲醛的浓度和添加比例应经常检查和调整。反应6小时后的,L-酪氨酸产率77.3%(26.3克/升),甘氨酸转化率6.4%。     

酪氨酸流加方式对重组大肠杆菌发酵生产L-苯丙氨酸的影响

研究了流加浓度对酪氨酸重组大肠杆菌Escherichia coli BR-165(pAP-B03)发酵生产L-苯丙氨酸的影响.结果表明,诱导后L-酪氨酸流加加速了菌体的生长,提高了生产强度,缩短了发酵周期.在流加浓度为75 mg/h时,最大菌体干重达到了40.13 g/L(对照11.48 g/L),生产周期缩短到30 h(对照48 h),生产强度达到1.409 g/h/L(对照0.876 g/h/L).但是L-酪氨酸的流加对L-苯丙氨酸的最终产量没有明显的影响,因此可认为流加酪氨酸是减少发酵时间并提高生产强度的有效方法.本研究获得的酪氨酸流加方式对L-苯丙氨酸的工业化生产具有一定的指导意义.     

运用氨基酸分析法和DOE法优化抗PD-1单克隆抗体生产用培养基

本研究采用氨基酸分析法结合DOE设计法优化并获得高表达抗PD-1单克隆抗体生产用基础和补料培养基。通过对市售多种基础和补料培养基进行筛选,获得细胞生长状况较优的基础培养基和抗体表达较高的补料培养基,利用氨基酸分析法检测较优基础培养基和补料培养基中氨基酸消耗情况,确定影响细胞生长和抗体表达的关键氨基酸种类,利用DOE分析软件设计分别在较优基础和补料培养基中添加不同浓度的氨基酸种类及浓度,根据细胞生长及抗体表达,优化得到抗PD-1单克隆抗体的基础和补料培养基组合。最终优化后基础培养基配方为:Hycell CHO培养基中添加1.04 mmol/L L-天冬酰胺和0.76 mmol/L L-谷氨酰胺。最终优化后补料培养基配方为:OPM CHOCD Feed1补料培养基中添加38.7 mmol/L L-组氨酸,75.0 mmol/L L-酪氨酸,64.0 mmol/L L-丝氨酸,49.2 mmol/L L-谷氨酰胺和18.7 mmol/L L-半胱氨酸。经过3 L反应器培养验证,优化后的培养基比未优化时,最大活细胞密度(PVCD)提高了62.7%,抗PD-1单克隆抗体表达量提高了71.5%,且活性无明显差异。     

固定化生长酵母连续生产酒精的研究中间试验报告

造粒器与柱式生物反应器成—封闭系统,采用正交试验确定的最适固定化条件,以海藻酸钙凝胶法进行细胞固定化,连续造粒,在反应器中完成固定化。固定化酵母在反应器中通气培养20小时左右,凝胶球细胞数达2×10~9/me,其增长速度比传统工艺自然细胞快10倍。固定化生长细胞用于生物反应器连续发酵甜菜糖蜜酒精,酒精生产能力为22.1—23.67g/L凝胶球/小时,为传统工艺酒精生产能力的10倍。停留时间为3小时。反应器系统由两个0.7KL柱式反应器和1个0.8KL成熟醪接收器组成。发酵周期由传统工艺的20小时左右,缩短为4小时,酒精含量为8.5—9.0％(V/V),对1.2号反应器的动态变化及其在发酵中的作用进行了系统研究,糖蜜中可发酵糖75％的转化是在1号反应器中完成的。     

Citrobacter freundii休止细胞催化合成L-多巴

以在L 酪氨酸诱导下高效表达酪氨酸酚解酶的菌株Citrobacterfreundii 4 80 0 3 3的休止细胞为生物催化剂 ,以邻苯二酚、丙酮酸钠、醋酸铵为前体 ,选择性合成L DOPA。研究了反应温度、pH和前体浓度等对合成L DOPA的影响。最优反应条件下 ,反应 1 2h ,L DOPA的量可达到 9 5g/L。     

重组酪氨酸酚裂解酶催化制备左旋多巴

采用生物酶催化法替代化学合成法制备左旋多巴是一条绿色、经济的合成路线。将来源于弗氏柠檬酸菌酪氨酸酚裂解酶的编码基因与pKK223-3载体连接,构建表达载体pKK223-TPL,并在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达,构建了高活性的基因工程菌;研究了影响酪氨酸酚裂解酶酶活力和稳定性的关键因素,探索了减少副产物生成、提高底物转化率的催化条件。结果表明:在pH 7.5、20℃条件下,控制邻苯二酚质量浓度不超过12 g/L、丙酮酸钠质量浓度不超过7.5 g/L、以0.4 mol/L乙酸铵为氨来源、0.1 mmol/L K~+为激活剂时,可有效减少副产物的生成,提高酪氨酸酚裂解酶的稳定性,经过12 h反应,左旋多巴产量达到122.8 g/L,邻苯二酚的最大转化率达到98.7%,具有较好的工业化应用潜力。     

固定化生长酵母连续生产酒精的研究

采用固定化生长细胞方法,以柱式生物反应器连续发酵甜菜糖蜜酒精。酒精能力为39.45g/L凝胶/h,停留时间1.8小时。生物反应器具有良好的稳定性,连续工作50天,发酵醪酒精含量在8.5％(v/v)以上。系统研究了最适固定化条件,用L_(16)(4~5)正交试验确定了最佳发酵条件。     

大肠杆菌全细胞转化联产L-2-氨基丁酸和D-葡萄糖酸

以大肠杆菌BL21(DE3)为表达宿主,构建两株分别表达L-苏氨酸脱氨酶(LTD,基因来源大肠杆菌)和共表达亮氨酸脱氢酶(LDH,来源蜡样芽孢杆菌)/葡萄糖脱氢酶(GDH,来源枯草芽孢杆菌)的重组大肠杆菌,在此基础上,构建了一种以L-苏氨酸和D-葡萄糖为底物联产L-2-氨基丁酸(L-ABA)和D-葡萄糖酸的全细胞转化系统。通过转化条件(温度、p H、细胞通透性和菌体量)优化,并采用分批补料策略,164 g/L L-苏氨酸和248 g/L D-葡萄糖最终转化得到141.6 g/L的L-ABA和269.4 g/L的D-葡萄糖酸,时空得率分别达到7.1 g/(L?h)和13.5 g/(L?h),得率超过99%。本研究使用价格低廉的大宗化学品高效率生产出有较高附加值的产物,全细胞转化系统无需额外添加昂贵的辅酶,更适用于工业化生产。     

重组大肠杆菌全细胞催化L-苏氨酸合成2,5-二甲基吡嗪

2,5-二甲基吡嗪 (2,5-dimethylpyrazine,2,5-DMP) 在食品香料与医药方面具有重要的经济价值,工业上普遍采用环境不友好且反应条件苛刻的化学合成法来生产。文中结合代谢工程和辅因子工程策略设计高效催化L-苏氨酸合成2,5-DMP的全细胞催化剂,实现微生物转化法合成2,5-DMP。本研究首先分析了不同微生物来源的苏氨酸脱氢酶 (Threonine dehydrogenase,TDH) 对2,5-DMP合成的影响,发现来源于大肠杆菌Escherichia coli中EcTDH具有最佳的催化能力,2,5-DMP产量达到 (438.3±23.7) mg/L。随后结合辅因子工程,通过引入乳脂链球菌Lactococcus cremoris中NADH氧化酶 (NADH oxidase,LcNoxE) 并优化其表达方式发现通过融合表达EcTDH和LcNoxE可平衡胞内NADH/NAD+水平,维持较高细胞存活率,进一步提高2,5-DMP产量。最后,通过阻断合成2,5-DMP的支路代谢途径,可以显著减少副产物积累,增加2,5-DMP产量,同时提高L-苏氨酸转化率。最终获得的重组菌EcΔkΔAΔBΔA/TDHEcNoxELc-PSstT在含有5 g/L L-苏氨酸的转化体系中于37 ℃、200 r/min孵化24 h,可积累 (1 095.7±81.3) mg/L的2,5-DMP,L-苏氨酸转化率达到76%,产物得率为0.288 g/(g L-苏氨酸)。因此,文中构建的重组菌可以实现高效催化L-苏氨酸合成2,5-DMP,具有一定的工业应用潜力。     

平板式光生物反应器中紫球藻培养条件的优化

研究了平板式光生物反应器中紫球藻(Porphyridium cruentumNaegeli)的培养条件,运用均匀设计法对光照强度、通气速率、装液量、接种密度以及pH等影响紫球藻生长的因素进行优化,获得了在平板式光生物反应器中培养紫球藻的最佳条件:光照强度10 000 lx、通气速率350 L.h-1、装液量6 L、藻细胞接种密度1.1×106mL-1、pH9.0。在最佳条件下藻体的生物量产率和生物量产量分别达到0.431 g.L-1.d-1和3.240 g.L-1,最大生长速率达0.652 g.L-1.d-1,胞外多糖含量高达0.665 g.L-1。另外,在培养过程中隔天补充培养液有利于紫球藻生物量的增加和胞外多糖的产生。     

白来亨鸡皮肤中存在酪氨酸酶

酪氨酸酶(tyrosinase,EC.1.14.18.1)又称单酚单加氧酶,广泛存在于微生物,动植物及人体中。它是生物体黑素细胞合成黑色素的关键酶,可以催化酪氨酸转变成L-多巴(邻位二     

外源L-谷氨酸对荔枝果实生长与着色以及营养品质的调控作用

以8年生‘妃子笑’荔枝为试验材料,于盛花后45d果面喷施0、1.10、1.30、1.50、1.70和1.90g/L的L-谷氨酸,研究各浓度L-谷氨酸处理对‘妃子笑’荔枝果实生长、果皮着色和果肉营养品质的影响。结果显示:(1)各浓度L-谷氨酸处理对采收期(处理后20d)荔枝果皮中的叶绿素含量无显著影响,但1.30~1.90g/L L-谷氨酸处理采收期荔枝果皮中花青苷含量比对照显著增加92%以上;在采收期,1.10~1.30g/L L-谷氨酸处理的果面色泽参数a*值显著高于对照,色度角h°值、亮度L*、色彩饱和度C值均显著低于对照。(2)与对照相比,1.10g/L L-谷氨酸处理使采收期荔枝果实单果重、纵径和横径分别显著增加30%、4%和6%,而1.90g/L L-谷氨酸处理的单果重、纵径和横径分别比对照降低了1%~2%。(3)L-谷氨酸(1.10、1.30和1.70g/L)处理使荔枝果肉可溶性固形物含量峰值的出现时间比对照延迟5d,缩短了果皮与果肉的发育间隔时期;各浓度L-谷氨酸处理对果肉可滴定酸含量无显著影响,但1.30g/L L-谷氨酸处理使荔枝果肉中维生素C含量比对照提高15%。研究表明,适宜浓度的外源L-谷氨酸处理可显著促进‘妃子笑’荔枝果实生长和果皮着色,并有效改善果肉营养品质,其中以1.30g/L L-谷氨酸处理的综合效果最好,过高浓度L-谷氨酸(1.90g/L)则抑制荔枝生长。     

一株不对称水解N-癸酰草铵膦生产L-草铵膦菌株的筛选及催化性质研究

从活性污泥样品中分离得到一株能不对称水解(D,L)-N-癸酰草铵膦的革兰氏阴性菌。经过16S r DNA测序分子生物学鉴定,命名该菌株为Pseudomonas sp. zjut126。当(D,L)-N-癸酰草铵膦浓度为8 g/L,湿菌体(含水75%):N-癸酰草铵膦=1∶1(w/w),反应24 h,产物L-草铵膦得率为16. 3%,eep 95%。该菌体催化的最适温度为30℃,在温度40℃以下催化稳定性较好。最适p H为7,pH在6～8之间催化稳定性较好。加入异丙醇有利于N-癸酰草铵膦的溶解,但对细胞催化活性有明显的抑制作用。建立了一条利用Pseudomonas sp. zjut126细胞作催化剂拆分(D,L)-N-癸酰草铵膦制备L-草铵膦的工艺路线,第一步先将(D,L)-草铵膦化学酰化得到(D,L)-N-癸酰草铵膦,然后用菌株选择性水解(D,L)-N-癸酰草铵膦生成L-草铵膦。将未反应的(D)-N-癸酰草铵膦与L-草铵膦进行分离,终产品L-草铵膦的含量是92. 0%,ee值为95. 2%。     

原位吸附浸没式膜生物反应器催化制备茚二醇

在浸没式膜反应器(IMB)中利用恶臭假单胞菌ATCC 55687催化茚制备顺式茚二醇。采用25根膜丝制作的膜组件,在茚为3 g/L时,经过24 h培养,IMB中顺式茚二醇产量达到悬浮细胞反应器(SCB)的4倍多;进一步,在培养开始阶段加入10 g/L sp-207树脂进行原位吸附,IMB中顺式茚二醇产量最高达709 mg/L,为SCB产量的660%,容积产率也从SCB中的6 mg/(L·h)提高到30 mg/(L·h)。在原位吸附IMB中,中空纤维膜既可作为固定化细胞载体,同时又可作为第二相吸附不溶性底物,降低底物和产物抑制,兼有固定化反应器和两相反应器的优点。     

中国对虾（Penaeus chinensis）酚氧化酶的分离纯化及其部分生物化学性质

以中国对虾 (Penaeuschinensis)的血淋巴为材料 ,利用凝胶过滤和离子交换等方法 ,对酚氧化酶 (phe noloxidase ,E .C .1 .1 0 .3.1 )进行了分离纯化和生物化学性质研究。实验发现 ,酚氧化酶原 (prophenoloxidase)的分子量为 87.5kD左右 ,在实验操作过程中极易发生降解或自身降解 ,变成有活性的大小约 77kD的酚氧化酶 ,1 0g/LSDS可使该酶原全部被激活而成为有活性的酚氧化酶。以L 二羟苯丙氨酸 (L DOPA)为特异性底物对酚氧化酶活性进行研究发现 ,其最适pH值为 6 .0左右 ,最适温度为 4 0℃ ,Km 值约为 1 .99mmol/L。利用多种氧化酶抑制剂对酚氧化酶纯化样品的酶活性进行研究 ,发现抗坏血酸 (ascorbicacid)、半胱氨酸 (cysteine)和二硫苏糖醇(dithiothreitol)对酚氧化酶活性具有很强的抑制作用 ,硫脲 (thiourea)对酚氧化酶活性也具有较强的抑制作用 ,而酚氧化酶对苯甲酸 (benzoicacid)、柠檬酸 (citricacid)和亚硫酸钠 (sodiumsulfite)不敏感 ,而且该酶对酪氨酸等单酚还具有高特异性的酚氧化酶活性 ,表明它可能是一种酪氨酸酶型的酚氧化酶 ;此外 ,该酶对EDTA和金属离子非常敏感 ,其活性能被Cu2 强烈抑制 ,被Mg2 强烈激活 ,表明该酶很可能是一种金属酶 (metalloenzyme)     

酚酮类对树干毕赤酵母乙醇发酵及脂肪酸组成的影响

木质素降解产物对微生物产生的抑制作用,是燃料乙醇生物炼制的主要瓶颈之一。本文以树干毕赤酵母为发酵菌株,研究木质素降解产物中3种酚酮类(4-羟基苯乙酮、4-羟基-3-甲氧基苯乙酮、4-羟基-3,5-二甲氧基苯乙酮)对其木糖乙醇发酵及酵母细胞脂肪酸组成的影响。采用高效液相色谱(HPLC)和气相色谱-质谱联用(GC/MS)技术对乙醇发酵性能和酵母细胞脂肪酸组成进行分析。研究结果表明,酚酮类物质对乙醇发酵呈现抑制作用且其分子量越低抑制作用越明显,当4-羟基苯乙酮浓度为1.50 g/L时,发酵24 h的木糖利用率、乙醇得率和乙醇浓度分别下降了42.47%、5.30%和9.76 g/L;培养基中存在酚酮类物质时,酵母细胞中的不饱和脂肪酸的比例上升,添加1.50 g/L的3种酚酮类物质后,树干毕赤酵母细胞不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的比例从原来的2.58分别上升到3.03、3.06和3.61,酵母细胞膜的流动性随之上升,不稳定性提高。因此,酚酮类物质能够降低酵母生长、提高不饱和脂肪酸的比例以及降低乙醇发酵能力,有效降低或去除木质素降解产物含量是提高木质纤维原料生物炼制的关键。     

前体物对石蒜悬浮细胞生长和生物碱积累的影响

为探究苯丙氨酸、酪氨酸和酪胺3种前体物对石蒜悬浮细胞系生长和生物碱积累的影响。通过向培养基添加不同浓度的3种前体物,以及同时添加苯丙氨酸和酪氨酸,考察其对细胞生长量及细胞中生物碱累积的影响。结果表明:苯丙氨酸对细胞的生长和生物碱的积累影响不明显;酪氨酸和酪胺作用显著:添加200μmol/L酪氨酸,细胞中生物碱的含量是对照组的2.56倍,其中力可拉敏和加兰他敏含量为3.77 mg/g和4.46 mg/g,分别是对照组的6.61倍和6.97倍;添加200μmol/L酪胺,细胞中生物碱含量是对照组的2.63倍,力可拉敏和加兰他敏含量为4.45 mg/g和5.14 mg/g分别是对照组的9.08倍和9.18倍;在200μmol/L酪氨酸的基础上添加苯丙氨酸没有明显的增效作用。表明添加酪氨酸和酪胺对细胞生长及生物碱生物合成具有显著的促进作用