粘质沙雷氏菌产几丁质酶发酵条件的研究

目的：通过对粘质沙雷氏菌发酵条件的优化,提高其产几丁质酶的能力。方法：以实验室保存菌种粘质沙雷氏菌S418为对象,通过单因素试验和三因素三水平正交试验筛选出了菌株S418产几丁质酶的最佳培养基配方及培养条件。结果：该菌种产酶的最佳发酵条件：0.2%（w/v）胶体几丁质,1%蛋白胨,0.05%KH2PO4,在28℃、pH7.0、接种量6%,培养72h,酶活达到5.49U/mL。结论：优化后菌株S418产几丁质酶的条件。     

粘质沙雷氏菌AS-1中SpnR功能及卤化呋喃对其群体感应的抑制

通过分泌和感知一系列信号分子,细菌能够根据自身菌体密度的变化调控基因的表达,从而控制一系列重要的表现型,包括毒力因子的产生,生物膜的形成以及菌体发光等.这种广泛存在的信号机制被称为群体感应.在沙雷氏菌种中已经发现了多套群体感应机制.粘质沙雷氏菌AS-1从土壤中分离,其中含有LuxI/LuxR的同类蛋白,被称为SpnI/SpnR.粘质沙雷氏菌AS-1合成AHLs分子N-hexanoy1-L-homoserinelactone(C6-HSL)和N-(3.oxohexanoyl)-L-homoserine lactone(3-oxo-C6-HSL)作为其信号分子,通过群体感应感知菌体密度来控制基因的表达.通过基因替代的方法制得了spnR基因破坏的变异株,命名为粘质沙雷氏菌AS-1R.对粘质沙雷氏菌AS-1R的研究表明SpnR蛋白消极的调控沙雷氏菌红色色素的产生,运动性以及生物膜的形成等一系列由群体感应控制的性状:另一方面,作为一种天然的群体感应抑制剂,卤化呋喃能够有效的抑制粘质沙雷氏菌AS-1的群体感应,但并不干扰AHL-SpnR的相互作用.为运用粘质沙雷氏菌群体感应调节抑制其致病性提供了方法和依据,同时也为卤化呋喃对群体感应抑制机理的研究提供了新的思路.     

恶臭假单胞菌NA-1菌株烟酸羟基化酶活性的诱导和转化条件的研究

恶臭假单胞菌NA-1菌株的培养和产酶特性与已报道的产酶菌株粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens)IFO12648和荧光假单胞菌(Psudomonasfluorescens)TN5有所不同,主要反映在最适碳源及浓度、最适诱导剂浓度和最适培养温度等方面。最适的转化条件是温度为30℃,pH为7.0,烟酸的浓度为3%。采用初步优化后的条件和流加底物的方式进行4L上罐生产,恶臭假单胞菌NA-1菌株的6-羟基烟酸产率可达到108.39gL。     

粘质沙雷氏菌产灵菌红素培养基的筛选

目的：确定菌株S418产生灵菌红素的最优培养基配方及其的分类地位。方法：以花生粉为基础培养基,通过单因素试验和四因素三水平正交试验筛选出了菌株S418产灵菌红素的最佳培养基配方;根据该菌株的16S rRNA基因序列系统发育树分析初步确定了菌株S418的分类地位。结果：培养基最优配方为：花生粉2%,花生油0.5%,L-脯氨酸1%,硫酸镁0.025%。在28℃、pH7.5、250r/min振荡培养24h,灵菌红素产量达67.92mg/L。菌株S418初步鉴定为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescensS418）。结论：花生粉培养基是一种适合粘质沙雷氏菌产灵菌红素的优良培养基。     

产抑菌物质SDLH菌株的鉴定及发酵产物稳定性研究

目的：对1株产抑菌物质的中华稻蝗内生菌SDLH进行鉴定,并对其发酵产物稳定性进行研究。方法：通过观察生长情况及菌落特征形态学、氨基酸利用、糖发酵、脱羧酶反应生理等生化检测以及16S rDNA序列测定对菌株SDLH进行分类鉴定,并在不同条件（温度、pH、光照等）下测定其发酵产物的抑菌稳定性。结果：菌株SDLH符合肠杆菌科细菌的一般特征;生理生化特征均与Serratia marcescens的特征基本一致;菌株SDLH的16S rDNA序列长度为1 457bp。Gene bank序列登录号为EU525929。其序列在1 457bp范围内与已知的模式菌株粘质沙雷氏菌（AB244291.1）16S rDNA序列部分有100%的相似性。其发酵产物在温度（40℃~60℃）下抑菌活性稳定,在高温（≥80℃）下失去活性;在酸性条件（3≤pH〈7）下,抑菌活性无明显变化,在碱性条件（pH≥10）下,抑菌活性下降;光照2~6h后抑菌活性下降。结论：菌株SDLH属于沙雷氏菌属（Serratia）粘质沙雷氏菌（Serratia marces-cens）,其发酵产物具有较强稳定性,可置避光、pH中性、常温环境中短期保存,经提高活性、纯化等处理后可能作为新型天然防腐剂应用于食品领域。     

XRE家族转录因子XrpA调控粘质沙雷氏菌的耐酸能力

【背景】工业菌株的耐酸能力是发酵过程中的一大挑战。粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)作为肠杆菌科的一种细菌,可生成2,3-丁二醇、乙偶姻和灵菌红素等高附加值产品。然而目前对于粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制尚不清楚。【目的】通过对转录调控因子XrpA的挖掘以及对其功能的研究,探究粘质沙雷氏菌酸耐受能力的分子机制,为改善工业菌株耐酸能力提供新的策略。【方法】通过对粘质沙雷氏菌进行转座子插入突变,构建了一个Tn5G转座子插入突变文库,利用文库筛选了一株酸敏感型突变株,并对其进行测序鉴定;同时还对突变菌株中与耐酸相关关键基因的转录水平以及细胞膜通透性、细胞膜完整性和H+-ATPase的活性变化进行检测。【结果】发现了一个响应酸胁迫的转录调控因子BVG90_23400,其属于XRE超级家族转录调控因子,命名为XrpA。在酸性条件下,与野生型菌株(JNB5-1)相比,xrpA被阻断后导致了粘质沙雷氏菌多种表型的变化,其中包括生物量显著下降、H+-ATPase活性降低、细胞膜的通透性以及完整性受到破坏。【结论】 XrpA影响粘质沙雷氏菌耐酸能力的分子机制是通过对细胞膜通透性、细胞膜完整性以及H+-ATPase活性的正向调节来维持细胞在酸性条件下的内环境稳态。同时,XrpA可以通过调节酸性应激反应基因的转录水平来影响细胞内环境稳态,从而调控粘质沙雷氏菌对低pH的耐受能力。     

恶臭假单胞菌NA_1菌株烟酸羟基化酶活性的诱导和转化条件的研究

恶臭假单胞菌NA_1菌株的培养和产酶特性与已报道的产酶菌株粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens) IFO 12648和荧光假单胞菌(Psudomonas fluorescens) TN5有所不同, 主要反映在最适碳源及浓度、最适诱导剂浓度和最适培养温度等方面。最适的转化条件是温度为30℃,pH为7.0, 烟酸的浓度为3％。采用初步优化后的条件和流加底物的方式进行4L上罐生产,恶臭假单胞菌NA_1菌株的6_羟基烟酸产率可达到108.39g/L。     

粘质沙雷氏菌XJ-01几丁质酶合成条件的优化

目的:对粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)XJ-01几丁质酶合成条件优化.方法:研究了碳源、氮源、温度、pH等单个因素对该菌几丁质酶合成的影响,并通过正交实验确定了该菌的最适酶合成条件.结果:该茵几丁质酶最优合成条件为:胶体几丁质5g/L、硫酸铵5 g/L、培养温度32℃、最适pH 8.结论:优化了S.marcescens XJ-01几丁质酶的合成条件.     

产脂肪酶重组枯草芽胞杆菌的发酵优化

笔者所在实验室前期筛选到1株产脂肪酶粘质沙雷氏菌,克隆其脂肪酶基因,构建重组枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis 168/pMA5-lipA,成功实现了来源于粘质沙雷氏菌的脂肪酶基因在枯草芽胞杆菌中的表达。基于以上工作基础上,对B.subtilis 168/pMA5-lipA进行了摇瓶水平上的产酶发酵优化。首先通过单因素和正交试验确定了有利于产脂肪酶的最佳培养基成分,并对发酵条件进行了优化。结果表明:优化后的培养基组分为蔗糖35 g/L,玉米浆27.5 g/L,(NH4)2SO41.25 g/L,CaCl24 g/L,pH 7.0。在最优发酵培养基的条件下,37℃、160 r/min摇床培养33 h,每毫升发酵液中重组菌脂肪酶酶活可达98.6 U,是优化前的3倍。     

苦参种子深加工过程油脂类副产物发酵产灵菌红素的研究

为提升苦参资源的利用效率,本研究以苦参种子提取生物碱过程中产生的副产物油脂类物质为研究对象,筛选可利用苦参种子废弃油脂生产灵菌红素的菌株并优化其发酵工艺。利用UPLC-Q-TOF-MS /MS对纯化后的发酵产物进行分析,并通过单因素考察和响应面优化获得菌株利用苦参种子油发酵产灵菌红素的最佳工艺参数。筛选到的菌株经形态和16S rDNA测序鉴定为粘质沙雷氏菌,并命名为粘质沙雷氏菌L9。优化的最佳发酵工艺条件为:苦参种子油、牛肉膏和氯化钙的最佳浓度分别为13 g/L、9.5 g/L及0.3 g/L,温度30℃;在最佳发酵工艺条件下,灵菌红素最高产量约为317.21 mg/L,产率提高约3.2倍。本研究以苦参种子深加工过程产生的副产物为研究对象,对其油脂类成分进行资源化利用研究,在有效处置苦参种子固废物的同时产生灵菌红素高附加值产品,为以种子类药材深加工过程固废物的资源化利用提供了借鉴。     

菊糖芽孢乳杆菌DS2-18中试规模的D-乳酸发酵研究

研究了菊糖芽孢乳杆茵DS2的突变株DS2-18在中试规模的D-乳酸发酵.在容积为300L自控发酵罐中,DS2-18茵在合适的发酵条件下,即培养基组成(g/L):葡萄糖120,玉米浆8,蛋白胨6,豆粕水解液100,接种量8%(v/v),发酵温度40℃,以轻质碳酸钙作为中和剂调pH 5～6,发酵期间交替不通气和通气,发酵6...     

Production of Tumor-Inhibitory L-Asparaginase by Submerged Growth of Serratia marcescens

Production of a tumor-inhibitory asparaginase by submerged fermentation with Serratia marcescens ATCC 60 was studied to ascertain optimal nutritional conditions for large-scale production leading to enzyme purification studies. Five strains of S. marcescens were screened in shake-flask studies and were found to produce 0.8 to 3.7 IU/ml 48 hr after inoculation. The requirements for asparaginase production with S. marcescens ATCC 60, the high producing strain, included the following: 4% autolyzed yeast extract medium (initial pH 5.0), an incubation temperature of 26 C, and limited aeration for a zero level of dissolved oxygen during the fermentation. Addition of various carbohydrates to the fermentation medium did not enhance yields. The peak cell population in the fermentation medium and the maximal asparaginase yields occurred simultaneously. Highest enzyme yields were found when the pH of the fermentation cycle rose to approximately 8.5. Yields of 4 IU of asparaginase/ml of cell suspension have been obtained consistently in 40 to 42 hr from 10-liter volumes (500 ml/4-liter bottle) produced on a reciprocating shaker. Scale-up to a 60-liter fermentor yielded 3.1 IU/ml in 35 hr.     

木糖发酵生产高纯度D-乳酸大肠杆菌工程菌LHY02的构建

高效利用木糖发酵生产D-乳酸或其他生物质产品,是充分利用木质纤维素的一个关键问题。以高效利用木糖产L-乳酸的Escherichia coli WL204为出发菌株,采用RED基因置换技术将ldhL基因置换为ldhA基因,获得一株能利用木糖产D-乳酸的大肠杆菌工程菌株Escherichia coli LHY02,该菌株利用10%木糖发酵,D-乳酸产量达到84.4 g/L,产物光学纯度达到99.5%。此外,该菌株仍然具有较好的利用葡萄糖产D-乳酸的能力。     

进化代谢选育高渗透压耐受型产琥珀酸大肠杆菌

在以碳酸钠为酸中和剂的大肠杆菌两阶段发酵产琥珀酸的过程中,由于Na+的积累造成发酵体系中渗透压的提高,严重抑制了琥珀酸的产物浓度。为了增强大肠杆菌对渗透压的耐受性,考察了利用进化代谢方法筛选高渗透压耐受型高产琥珀酸大肠杆菌菌株的可行性。进化代谢系统作为一种菌株突变装置,可以使菌体在连续培养条件下以最大的生长速率生长。以NaCl为渗透压调节剂,通过在连续培养装置中逐步提高NaCl浓度使菌体在高渗透压条件下快速生长,最终得到了一株高渗透压耐受型琥珀酸生产菌株Escherichia coli XB4。以碳酸钠为酸中和剂,在7 L发酵罐中利用Escherichia coli XB4进行两阶段发酵,厌氧培养60 h后,琥珀酸产量达到了69.5 g/L,琥珀酸生产速率达到了1.81 g/(L.h),分别比出发菌株提高了18.6%和20%。     

Optimal conditions for chitinase production by<Emphasis Type="Italic">Serratia marcescens</Emphasis>

A chitinase-producing bacterium was isolated from seashore mud around Beobseongpo in Chunmam province through the use of a selective enrichment culture. The best chitinase producing strain was isolated and identified asSerratia marcescens KY from its characteristics. For effective production of chitinase, optimum pH, temperature, and agitation speed were investigated in flask cultures. The optimum pH usingSerratia marcescens KY was between pH 6 and 7 and the chitinase produced was 37.9 unit/mL. On the other hand, the optimal pH of theSerratia marcescens ATCC 27117 was 7.5, and the produced amount of chitinase was 35.2 unit/mL. The optimal temperature for chitinase production forSerratia marcescens KY andSerratia marcescens ATCC 27117 was 30°C. The cell growth pattern at different temperature was almost identical to the chitinase production. To investigate the optimal shaking speed under optimal culture, speeds were varied in the range of 0≈300 rpm. The maximum production of chitinase was carried at 200 rpm although the cell growth was the highest at 150 rpm. It indicates that oxygen adjustment is required for the maximum chitinase production. Using optimal conditions, batch cultures for comparingSerratia marcescens KY andSerratia marcescens ATCC 27117 were carried out in a 5 L fermentor. The oxygen consumption was increased with the increase of culture. Especially, at 120 h of cultureSerratia marcescens KY andSerratia marcescens ATCC 27117 produced 38.3 unit/mL, and 33.5 unit/mL, respectively.     

一株瘤胃源乳酸利用菌的分离鉴定及其体外代谢特性

【目的】从饲喂高精料的本地山羊瘤胃内分离到一株利用乳酸并能产生大量丙酸的菌株L9,并进一步研究了该菌在调控瘤胃微生物发酵中的作用。【方法】采用厌氧培养技术,结合形态、生理生化特性和16SrRNA基因序列分析结果。【结果】该菌株被鉴定为反刍兽新月形单胞菌（Selenomonas ruminantium）。该菌株体外代谢特性研究表明,L9可利用乳酸作为唯一碳源,该菌在24h内可对90mmol／L的乳酸完全降解。体外摸拟瘤胃急性酸中毒的发酵试验结果表明,以淀粉为底物时,与对照组相比,添加菌株L9可显著降低瘤胃微生物体外培养体系中乳酸浓度,提高pH值,提高总挥发性脂肪酸和丙酸浓度,并显著降低乙酸与丙酸的浓度比（P〈0．05）。【结论】结果显示,菌株L9是一株可代谢乳酸,促进丙酸生成,提高总挥发性脂肪酸浓度的有益瘤胃细菌。     

Kinetics of kojic acid fermentation byAspergillus flavus link S44-1 using sucrose as a carbon source under different pH conditions

Kojic acid production byAspergillus flavus strain S44-1 using sucrose as a carbon source was carried out in a 250-mL shake flask and a 2-L stirred tank fermenter. For comparison, production of kojic acid using glucose, fructose and its mixture was also carried out. Kojic acid production in shake flask fermentation was 25.8 g/L using glucose as the sole carbon source, 23.6 g/L with sucrose, and 6.4 g/L from fructose. Reduced kojic acid production (13.5 g/L) was observed when a combination of glucose and fructose was used as a carbon source. The highest production of kojic acid (40.2 g/L) was obtained from 150 g/L sucrose in a 2 L fermenter, while the lowest kojic acid production (10.3 g/L) was seen in fermentation using fructose as the sole carbon source. The experimental data from batch fermentation and resuspended cell system was analysed in order to form the basis for a kinetic model of the process. An unstructured model based on logistic and Luedeking-Piret equations was found suitable to describe the growth, substrate consumption, and efficiency of kojic acid production byA. flavus in batch fermentation using sucrose. From this model, it was found that kojic acid production byA. flavus was not a growth-associated process. Fermentation without pH control (from an initial culture pH of 3.0) showed higher kojic acid production than single-phase pH-controlled fermentation (pH 2.5, 2.75, and 3.0).