在Klebsiella pneumoniae醛脱氢酶失活菌中构建NADH再生系统

生物法生产1,3-丙二醇（1,3-Propanediol,1,3-PD）是当前工业生物技术研究的热点之一,生产过程中,需要消耗还原当量NADH,NADH的有效供给决定了1,3-PD的产量和得率。本文采用PCR的方法从Candida boidinii基因组中克隆编码fdh的基因,将该基因片段插入载体pMALTM-p2X,构建表达载体pMALTM -p2X-fdh,并转入醛脱氢酶失活菌Klebsiella pneumoniae DA-1HB,获得重组菌Klebsiella pneumoniae DAF-1。在IPTG浓度0.5 mmol/L时,诱导3 h后甲酸脱氢酶表达明显;发酵过程中甲酸脱氢酶比酶活达到4.82 U/mg;与出发菌株K. pneumoniae DA-1HB相比,重组菌DAF-1合成1,3-丙二醇的浓度提高了19.2%?。     

甲烷氧化混合菌的保藏方法研究

【目的】甲烷氧化混合菌是自然界中吸收甲烷的关键微生物,在甲烷氧化混合菌的研究和应用中,首先要解决其长期稳定保藏的问题,保藏方法应能有效保持菌群结构和功能的完整性、稳定性。【方法】以从煤矿土壤富集得到的两种结构稳定的甲烷氧化混合菌为实验体系,研究对比了冷藏法、低温冷冻法、石蜡油冷冻法、甘油冷冻法4种保藏方法,考察保藏前后混合菌的生长状况、MMO活性、菌群结构等。【结果】保藏6个月后,除甘油冷冻法以外,经其它3种方法保藏的混合菌,都具有与保藏前相当的细胞密度、甲烷氧化能力、MMO酶活以及传代稳定性,且DGGE图谱显示保藏前后的菌群结构变化不大。【结论】这3种保藏方法都可以有效的保持甲烷氧化混合菌功能和菌群结构的稳定性。     

植物细胞大规模培养技术产业化浅谈

植物细胞培养技术诞生于20世纪初,随着研究的不断进步,逐步发展出植物组织培养、植物器官培养、原生质体培养、细胞培养、冠瘿瘤培养以及不定根或毛状根培养等技术.20世纪80年代前后,利用植物细胞培养生产植物次生代谢产物的研究成为热点.比如1977年Noguchi等就利用20吨发酵罐进行了烟草细胞培养生产尼古丁实验.1977年Alfernmann等利用毛地黄培养细胞把甲基洋地黄毒苷转化为甲基地戈辛,证明植物细胞的生物转化能力.1985年日本的三井石油化学公司利用紫草细胞大规模培养生产紫草宁,并且投放市场,首次将植物细胞培养技术实现了产业化.     

酵母表面展示体系的构建及在纤维素降解中的应用*

纤维素是来源广泛且储量较大的低成本可再生资源,但其结构致密难以利用。目前降解纤维素需要多种纤维素酶协作,而游离纤维素酶成本高、难以重复利用等问题限制了其广泛应用。利用酵母表面展示技术,可以将多个纤维素酶分别与锚定蛋白融合后共展示在细胞表面,从而构建酵母表面展示纤维素酶体系。这一体系可高效降解纤维素,一方面可以充分发挥表面展示的优点,如易回收、稳定性好、操作简单、成本低;另一方面可以将纤维素有效地降解为葡萄糖,并具有代谢产生物乙醇的潜力。阐述了酵母表面展示体系的构建原则,总结了影响展示体系效率的因素,介绍了这一技术在降解纤维素中的应用,为构建高效酵母表面展示纤维素酶体系及其他多酶体系提供参考。     

不同渗透压调节剂对Candida krusei生理代谢的影响

比较了氯化钠、氯化钾、甘露醇存在的高渗环境下克鲁氏假丝酵母(Candida kru-sei)的生理代谢。3种渗透压调节剂对C.krusei生理代谢影响有显著差异。与甘露醇相比,氯化钠和氯化钾对细胞生长的影响更为显著,而氯化钾对细胞的毒性则又小于氯化钠。细胞对糖的消耗速率依次为甘露醇>氯化钾>氯化钠。甘油和海藻糖是C.krusei在高渗环境下的主要相容性溶质。氯化钠和氯化钾对甘油合成的促进作用明显高于甘露醇。在0.6mol/L氯化钠、氯化钾、甘露醇存在时,细胞甘油浓度较对照提高了74%、63%、57%;胞内甘油最大含量也分别达到对照的3.1,2.4和1.8倍。高渗环境下胞内海藻糖含量在发酵前期均有所降低,但发酵后期在0.6mol/L氯化钾和甘露醇存在时海藻糖迅速积累,其含量分别达对照的1.6和1.4倍。     

小分子,大作为:酮体D-β羟基丁酸在医疗领域的应用与展望北大核心CSCD

人体两大供能模式主要是通过碳水化合物代谢或脂肪代谢。日常饮食下,身体会优先选择葡萄糖作为主要的能量来源。但近年来,科学家们发现在限制碳水化合物供给的条件下可以促进机体的脂肪代谢,该饮食模式可能会成为一种改善人类健康的全新的方式。其中,间歇性进食、生酮饮食等受到了广泛的关注,特别是在运动减肥、代谢疾病、脑部健康以及预防心血管疾病方面的效果十分明显。脂肪代谢中最为关键的产物是D-β-羟基丁酸(酮体,D3HB),是组成微生物内聚物聚-D-β-羟基丁酸(PHB)的单体。D3HB是一个能够在不同细胞与组织器官中起到供能与保护作用的小分子物质。然而,仅靠饮食促发的营养性酮症会带来一定的副作用且需要经过非常长的适应期(3个月以上),因此,外源性D3HB酮体的补充逐渐成为一种更加新颖、便捷的方式,用于帮助人体快速进入营养性酮症并激发相应的功能作用。文中详细阐述了人体产生D3HB的过程与其代谢路径、D3HB在人体内的作用效果以及外源性D3HB酮体在近年来的应用研究进展。     

微生物和植物抗逆元器件的合成生物学研究

以“模块化和适配性”为核心思想的合成生物学,为从微生物自然抗逆功能基因与相关调控DNA出发,构建适配微生物和植物为底盘的高效抗逆元器件提供了一个全新的机会。而微生物和植物在抗逆机制上的共性则提供了相关科学基础。抗逆元器件的研究有助于提升我国庞大基础生物产业（如以微生物细胞转化为基础的大规模发酵产业）的节能减排,并储备资源和全球气候变化约束下高效抗逆农业的战略技术（如盐碱地的利用）。     

常压室温等离子体(ARTP)诱变及高通量筛选那西肽高产菌株

采用新型常压室温等离子体(ARTP)诱变活跃链霉菌(Streptomyces actuosu),并应用抑菌圈和48孔板培养方法高通量筛选高产那西肽菌株。研究表明抑菌圈径的大小与48孔板效价之间以及48孔板效价与摇瓶效价之间均有较好的相关性,系数R分别达到0.534和0.896。通过多轮ARTP诱变及高通量筛选最终获得了3株相对效价提高50%以上的遗传性能稳定的突变株。ARTP诱变技术作为获得那西肽高产菌株的有效途径,与传统摇瓶发酵筛选相比,48孔板及抑菌圈法能显著提高那西肽高产菌株的筛选效率。     

2,3-丁二醇生产菌株生产能力的比较和培养基优化

对5株克雷伯氏肺炎杆菌 (包括两株乳酸途径被敲除的工程菌株) 发酵生产2,3-丁二醇能力进行了比较,其中K. pneumonia HR521 LDH (乳酸合成途径中ldhA基因被敲除) 具有最佳的发酵性能。通过正交试验优化了其发酵培养基的主要组分,优化后的培养基组成为：葡萄糖 90 g/L,(NH4)2HPO4 3 g/L,玉米浆 (CLSP) 6 g/L,乙酸钠 5 g/L,KCl 0.4 g/L,MgSO4 0.1 g/L,FeSO4·7H2O 0.02 g/L,MnSO4 0.01 g/L。在优化后的发酵培养基中进行摇瓶发酵,24 h发酵乙偶姻和2,3-丁二醇的终浓度为37.46 g/L,比未优化前增加了10 g/L,2,3-丁二醇得率达到了理论得率的90.53％,生产强度1.56 g/(L·h),检测不到副产物乳酸的生成,利于后提取工艺的进行和工业生产的应用。     

甲酸脱氢酶在Klebsiella pneumoniae中的表达和功能分析

在甘油厌氧发酵生产1,3-丙二醇的过程中,需要消耗还原当量NADH,NADH的有效供给决定了1,3-丙二醇的产量和得率。采用PCR方法从Candidaboidinii基因组中克隆编码甲酸脱氢酶基因fdh,将fdh基因片段插入载体pMALTM-p2X中,构建表达载体pMALTM-p2X-fdh,并转入1,3-丙二醇生产菌Klebsiella pneumoniae YMU2,获得重组菌Klebsiella pneumoniae F-1。研究了重组质粒的稳定性和IPTG诱导fdh基因过量表达的条件。结果表明,重组质粒具有良好的稳定性;fdh基因表达的蛋白分子量为40.2kDa;IPTG诱导表达研究表明,在IPTG浓度为0.5mmol/L时,诱导4h后甲酸脱氢酶表达明显;发酵过程中甲酸脱氢酶比酶活达到5.47U/mg;与出发菌株K.pneumoniae YMU2相比,重组菌F-1合成1,3-丙二醇的浓度提高了12.5%。