以葡萄糖为底物一步法合成γ-氨基丁酸整合型重组钝齿棒杆菌的构建

[目的]为了构建一株直接利用廉价的葡萄糖合成γ-氨基丁酸的重组钝齿棒杆菌,将来自于植物乳杆菌γ-氨基丁酸合成途径的关键酶谷氨酸脱羧酶基因(lpgad)在产谷氨酸菌株钝齿棒杆菌中进行整合表达,实现葡萄糖到GABA的一步法生产.[方法]运用PCR技术扩增得到带有tac启动子的谷氨酸脱羧酶基因tacgad.通过重叠PCR的方法获得钝齿棒杆菌精氨酸合成途径关键酶N-乙酰谷氨酸激酶(NAGK)基因内部缺失型基因△argB.利用自杀载体pK18mobsacB构建同源整合载体pK18-△argB::tacgad,以△argB的上下游序列为同源臂,通过两次同源重组将tacgad基因整合到钝齿棒杆菌基因组,同时将NAGK基因argB灭活,利用蔗糖致死基因sacB反向筛选标记筛选得到谷氨酸脱羧酶的重组钝齿棒杆菌C.crenatum △argB::tacgad.重组钝齿棒杆菌以葡萄糖为底物进行发酵,测定GABA含量.[结果]重组菌C.crenatum △argB::tacgad成功表达谷氨酸脱羧酶,同时阻断了精氨酸合成途径对谷氨酸到GABA代谢途径的竞争,粗酶液基本检测不到NAGK活性,发酵液无精氨酸合成.通过96 h发酵,重组菌可积累约8.28 g/L的GABA.[结论]本研究通过将谷氨酸脱羧酶基因定向整合到钝齿棒杆菌精氨酸合成途径的关键酶基因argB内部,成功表达谷氨酸脱羧酶的同时阻断竞争途径精氨酸的合成.本研究为实现直接利用葡萄糖合成GABA的一步法生产奠定了基础.     

一种新的DyP-type过氧化物酶在大肠杆菌中的重组表达、纯化及鉴定

染料脱色过氧化物酶(DyP-type过氧化物酶)是含有亚铁血红素,能降解各种有毒染料的一类蛋白.为了研究运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis ZM4 (ATCC 31821)中一种新的DyP-type过氧化物酶的特点和功能,以Z.mobilis基因组DNA为模板,通过PCR扩增目的基因,克隆到大肠杆菌表达载体pET-21b(+)中.通过ZmDyP与其他DyP-type过氧化物酶的比对,发现它们存在着共同保守氨基酸D149、R239、T254、F256和GXXDG结构基序,说明ZmDyP是Dyp-type过氧化物酶家族的一个新成员.经IPTG诱导大肠杆菌中pET21 b(+)-ZmDyP表达,并将表达的酶进行金属螯合层析纯化.SDS-PAGE分析表明,纯酶分子量为36 kDa,而活性染色显示分子量为108 kDa,表明该酶在活性状态下可能是一个三聚体.光谱扫描显示ZmDyP有一个典型的亚铁血红素吸收峰,说明它是含有亚铁血红素的蛋白.对ZmDyP性质进行了研究,发现以2,2-二氨-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)ABTS为底物,ZmDyP表现出更高的转化效率.这些研究结果丰富了DyP-type 过氧化物酶家族信息,并且为ZmDyP的结构功能和反应机制研究奠定了基础.     

灰色链霉菌胰蛋白酶在变铅青链霉菌中的异源表达及酶学性质分析

胰蛋白酶作为一种重要的丝氨酸蛋白酶被广泛应用于食品、医药和皮革等工业领域.本文成功实现了灰色链霉菌来源的胰蛋白编码基因在变铅青链霉菌中的高效活性表达,并对其酶学性质进行分析比较.以灰色链霉菌ATCC10137基因组为模板,获得胰蛋白酶编码基因sprT并克隆至表达质粒pIJ86,成功构建了重组链霉菌工程菌TK24/pIJ86-sprT.以R2YE和SELF为发酵培养基,最高酶活分别达9.21 U/mL和8.61 U/mL.酶学性质分析表明,和牛胰蛋白酶(BT)相比,重组链霉菌胰蛋白酶(rSGT)的耐酸能力强,具有较广的pH;且rSGT对酰胺键具有更高的特异性;此外,Zn2+和有机溶剂分别对rSGT的酯酶活力和酰胺酶活力具有促进作用;本研究结果为rSGT的性质改造以及工业应用提供了依据.     

酿酒酵母产苹果酸的还原TCA路径构建及发酵调控

苹果酸广泛应用于食品、化工行业。文中通过在酿酒酵母内敲除丙酮酸脱羧酶PDC1,并通过构建胞质内还原TCA的路径,即超表达丙酮酸羧化酶和苹果酸脱氢酶,成功地实现了苹果酸的生产。在野生型菌株中基本检测不到苹果酸的生成,而在工程菌株,苹果酸发酵浓度达到了45 mmol /L,同时副产物乙醇的产量也降低了18%。进一步通过发酵调控提高第二信使Ca2+的浓度使苹果酸的产量提高了7 %,在此基础上提高丙酮酸羧化酶的辅酶生物素浓度,使苹果酸的产量达到52.5 mmol /L,较原始菌株提高了16%。     

阿魏蘑液体发酵过程菌体形态变化对产漆酶的影响

本文旨在研究阿魏蘑菌体形态与漆酶产量之间的关系。结果显示,玻璃珠的添加可改变发酵过程中菌体形态,漆酶产量在球状菌体条件下高于丝状、絮状菌丝：直径分布在0.2~0.4 mm范围的菌球对漆酶的合成具有明显的促进作用;适合的葡萄糖、玉米粉和麸皮添加量,对直径在0.2~0.4 mm范围的菌球形成具有重要影响。此外,添加惰性载体同样可以控制菌球的直径分布,但对漆酶的合成无促进作用。     

工程菌P.pastoris GS115(pPIC9K-lac2)的构建及诱导表达漆酶的研究

用PCR法扩增枯草芽孢杆菌的漆酶基因lac2.构建表达质粒pPIC9K-lac2.通过电转法将lac2基因重组于P.pastoris基因组,筛选高G418抗性和高表达漆酶的转化子作为工程菌GS115(pPIC9K-lac2).在发酵罐中发酵GS115(pPIC9K-lac2)表达重组蛋白.在50 L发酵罐中加入20 L无机盐发酵培养基.在发酵的第一阶段连续24 h补加50％甘油-0.8％ PTM4增殖P.pastoris,然后用甲醇-0.8％ PTM4诱导49 h.在发酵过程中,通过调节搅拌的频率和通气量,将溶氧维持于20％ ～30％,用氨水维持pH 5.0.放罐时生物量为A600=266.5,表达漆酶1097.5U/L发酵液.     

合成生物学在微生物细胞工厂构建中的应用

通过微生物发酵的方法生产大宗化学品和天然产物能够部分替代石油化工炼制和植物提取。合成生物学技术的发展极大地提高了构建微生物细胞工厂生产大宗化学品和天然产物的能力。一方面综述了合成生物学在构建细胞工厂时的关键技术,包括最优合成途径的设计、合成途径的创建与优化、细胞性能的优化;另一方面,介绍了应用这些技术构建细胞工厂生产燃料化学品、大宗化学品和天然产物的典型案例。     

生防用枯草芽孢杆菌固态发酵工艺的研究

目的:提高一株生防用枯草芽孢杆菌固体发酵生产过程中的芽孢产量。方法:研究通过优化固体发酵培养基及发酵生产工艺条件等方法提高了固体发酵枯草芽孢杆菌的芽孢产量。结果:固体发酵过程中,豆饼粉作用显著,能显著提高固体发酵枯草芽孢杆菌的芽孢数,可达到7.1×1010CFU/g。结论:该枯草芽孢杆菌的最优培养基为:麸皮84.4%、稻壳粉10%、豆饼粉5%、硫酸铵0.5%、硫酸镁0.1%、硫酸锰0.05%。生产工艺为料水比为1:1.2,发酵温度为37℃,发酵培养时间为52 h。     

亚热带不同林分土壤表层有机碳组成及其稳定性

在浙江临安玲珑山选取了常绿阔叶林、马尾松林、板栗林和雷竹林4种林分,采用传统的化学方法与固态13C核磁共振(NMR)技术研究其土壤有机碳在不同粒径土壤颗粒中的分布规律和结构特征,探讨林分类别和管理措施对土壤有机碳含量及其结构的影响,为亚热带地区森林固碳和土壤碳库管理提供科学依据。结果显示:(1)土壤表层(0—20 cm)有机碳含量按以下次序递减:雷竹林>常绿阔叶林>马尾松林>板栗林,且板栗林以粉黏粒结合态碳为主,其他林分土壤则以粗砂结合态碳为主;(2)13C NMR结果表明,阔叶林和马尾松林土壤有机碳中烷基碳所占比例最大,而雷竹林和板栗林则是烷氧碳比例最大,表明人工经营措施改变了土壤有机碳的成分组成;(3)随着土壤颗粒变细,有机碳中烷基碳比例增加,烷氧碳比例减少,A/O-A值和疏水碳/亲水碳值逐渐增大,表明颗粒越细,其结合的有机碳结构稳定性越高。     

鸡源双歧杆菌定向选育和发酵参数研究

目的从肉仔鸡肠道中筛选出耐酸、耐胆盐和耐消化酶的优良双歧杆菌,研究其生长特性,并优化其发酵参数,为转化生产力提供理论依据。方法通过无菌采样并分离得到多株双歧杆菌,对分离获得的双歧杆菌进行形态学、生化特性研究,然后采用牛津杯法,测定90株双歧杆菌对大肠埃希菌和沙门菌的抑制作用,采用改良MRS培养基,模拟鸡胃肠道逆环境,对其耐消化道特性进行研究,筛选出优良双歧杆菌,再进行生长特性研究及发酵参数优化。结果从肉仔鸡肠道分离出90株双歧杆菌,初步挑选出23株作为候选菌株,抑菌试验测得双歧杆菌B1、B2和B3具有良好的抑菌效果,然后经过耐受消化道逆环境试验,发现B2菌株的耐受能力最好,初步鉴定双歧杆菌B2为小鸡双歧杆菌,并将其定名为Bifidobacterium pullorum B2,对其生长特性的研究发现经18 h发酵细菌总数可以从8.3×105CFU/mL升高到1.3×109CFU/mL,运用优化的发酵培养基进行中试试验,发酵后的活菌数可达1.41×1010CFU/mL。结论本实验从肉仔鸡肠道中分离筛选并初步鉴定了Bifidobacterium pullorum B2,优化了制备Bifidobacterium pullorum B2发酵液的发酵条件,降低了生产成本。