脂肪酶假单胞菌的分离培养及最佳产酶条件研究

以麻疯树油为唯一碳源,从以粉碎的麻疯树种子处理过的土壤中分离筛选出1株脂肪酶活性较高的菌株,初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas).实验观察了碳源、氮源、无机盐及发酵工艺对产酶的影响,摇瓶发酵结果表明.该菌株最适产酶培养基的组成是(%,w/v):橄榄油2,酵母膏0.5,(NH4)2SO4 0.5,MgCl2·6H2O 0.5,最适产酶温度为30℃,最佳产酶pH为6.5,转速180r/min,发酵培养36h酶活达到最高,为14.17U/mL.本研究为以麻疯树油为原料酶法生产生物柴油奠定了一定的基础.     

利用纤维床反应器固定化发酵生产丙酸

构建了一种纤维床反应器(FBB), 并将其应用于丙酸的生产。将棉纤维绕成桶状, 固定于反应器中, 即可用于丙酸固定化发酵。以40 g/L的葡萄糖为碳源, 与游离细胞相比, 利用FBB生产丙酸, 丙酸产量由14.58 g/L提高至20.41 g/L, 发酵时间由120 h缩短至60 h。研究了不同糖浓度条件下FBB生产丙酸情况, 并将补料策略应用于丙酸发酵中。结果表明: 补料发酵能够有效改善Propionibacterium freudenreichii CCTCC M207015在高糖条件下丙酸对葡萄糖转化率较低、副产物较多的问题。经补料发酵280 h, 丙酸产量达45.91 g/L, 丙酸质量约占有机酸总质量比例为72.31%。     

产甘油假丝酵母胞浆3-磷酸甘油脱氢酶基因（CgGPD）功能分析

【目的】从高产甘油生产菌株产甘油假丝酵母（Candida glycerinogenes）基因组中克隆了NAD+依赖3-磷酸甘油脱氢酶编码基因（CgGPD），但是该基因及其上游调控序列具体的功能还是未知的。本文研究了CgGPD基因及其上游调控序列的功能。【方法】本文以酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）及其渗透压敏感型突变株为宿主，构建3种不同的酵母表达载体导入酵母细胞，研究了不同酵母转化子在渗透压胁迫条件下CgGPD基因表达对细胞的耐高渗透压胁迫应答及其细胞的甘油合成能力的影响。【结果】实验结果表明无论是以来源于S. cerevisiae 的TPI启动子还是来源于CgGPD基因的启动子，过量表达CgGPD基因的转化子均能够显著加速葡萄糖消耗速度和提高甘油合成能力，在gpd1/gpd2突变株中表达CgGPD基因能够消除细胞对外界高渗透压的敏感性，同时转化子胞内甘油大量积累。【结论】CgGPD基因在野生型酵母S. cerevisiae W303-1A表达显著提高细胞的甘油合成能力，在gpd/1gpd2突变株中能够互补GPD1基因的功能，CgGPD基因表达受渗透压诱导 调控。     

牦牛乳酸脱氢酶B基因突变体的克隆鉴定研究

通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分析证实牦牛（Bos grunniens）乳酸脱氢酶存在两种类型，根据LDH同工酶谱的特点推测牦牛LDH多态是由B基因变异所致，并由此将凝胶电泳中迁移率快的LDH同工酶谱带称为LDH－Bf类型，迁移率慢的称为LDH－Bs类型．为阐明牦牛LDH变异体的分子机制，实验从牦牛心脏组织中提取总RNA，采用RT-PCR方法分别克隆了LDH－Bf和LDH-Bs两种类型的B基因cDNA全长序列；序列比对分析发现LDH-Bf和LDH-Bs基因存在4个碱基差异；依据cDNA序列推导的氨基酸序列的比对分析，发现两者之间存在两个氨基酸差异；利用Deepview分子建模软件进行的牦牛H亚基及LDH1突变体的高级结构预测，发现突变的两个氨基酸都能产生新的H键，影响整个蛋白分子的H键网络，并进一步导致蛋白分子空间结构的变化．     

产丁二酸工程菌的构建及其厌氧发酵

为了考察过量表达苹果酸酶对于E.coli NZN111(ldhA::Kan pfl::Cam)厌氧发酵产丁二酸的影响, 将连接有苹果酸酶基因sfcA的表达载体pTrc99a-sfcA转化进NZN111中, 构建了重组NZN111(pTrc99a-sfcA)。0.5 mmol/L IPTG诱导8 h后, 测定的苹果酸酶比酶活为30.67 u/mg, 比受体菌提高了140倍。采用两阶段发酵模式, 结果表明: 过量表达的苹果酸酶在NZN111体内催化了从丙酮酸到苹果酸的逆向反应, 丁二酸是发酵过程中积累的主要有机酸, 且当加入0.7 mmol/L IPTG诱导, 初始葡萄糖糖浓度为18.5 g/L时, 选择对数生长期后期的菌种以10%的接种量转入厌氧发酵, 发酵结束时发酵液中丁二酸的浓度为12.84 g/L, 对葡萄糖的收率为69.43%, 乙酸为0.58 g/L, 二者浓度比为22:1, 没有检测到甲酸和乳酸。构建的菌种具有高产丁二酸和副产物极少的优点, 在同类菌种中处于先进水平。     

重组野猪α-干扰素基因的高效表达和下游工艺的研发

利用PCR方法，从东北野猪和长白猪的肌肉基因组DNA中分别扩增出一条501bp的基因片断 ，与GenBank上登载的猪α-干扰素基因序列相比,核苷酸同源性达到98.4%以上。以其中野猪α-干扰素基因片断为参考模板，经过密码子优化、5?和3?区域的mRNA二级结构优化，全基因合成得到编码野猪α-干扰素基因成熟肽的基因。克隆该基因到原核表达载体pWL之中.随后转化至宿主菌DH-5α。经过SDS-PAGE电泳检测，发酵后的重组野猪IFN-α-干扰素基因的蛋白表达量大于25%。复性纯化后的重组蛋白，经过VSV-WISH系统检测，其生物活性为4.45×106IU/mg。     

混合菌群发酵秸秆合成菌体蛋白及其动力学分析

混合菌群发酵秸秆可有效提高秸秆纤维的降解率及菌体蛋白的转化率,对拓广蛋白饲料来源、减少环境污染起到积极的作用。本研究以小麦秸秆为原料,在纤维素酶水解预处理的基础上,以米曲霉作为先导菌,进一步分解残留的粗纤维,为后期发酵提供充足的碳源。根据不同微生物的代谢特征和协同机理,试验确定了发酵阶段混合菌群的组成为:米曲霉、产朊假丝酵母和枯草芽胞杆菌;接种顺序为:先接种米曲霉,再接种产朊假丝酵母,最后接种枯草芽胞杆菌。正交试验表明,影响发酵主要因素的主次顺序为:秸秆与麸皮配比>接种比例>发酵时间>接种量>发酵温度;发酵的最适条件为:米曲霉的接种量2.5%,发酵12h后接入5%的产朊假丝酵母,继续发酵8h后接入2.5%的枯草芽胞杆菌,发酵温度为28℃,秸秆与麸皮的配比为4∶1,尿素添加量为1.2%;结合动力学分析,将混合菌群的发酵时间优化为35h,发酵产物中粗蛋白含量由原来的5.47%提高到25%左右。对最适发酵条件下的动力学过程进行了探讨,建立了以Logistic方程为基础的数学模型和动力学方程。本研究表明,混合菌群发酵秸秆提高了发酵产物中的粗蛋白含量。动力学分析对于了解发酵机理、掌握整个发酵过程中混合菌群生长的动态变化、优化发酵工艺具有重要的指导意义。     

基于Desirability函数法对米根霉发酵制备富马酸的多目标优化

以富马酸产量和生产速率为目标，通过正交实验考察了种龄，接种量，葡萄糖和尿素浓度对两者的影响，进一步利用基于响应曲面方法的Desirability函数确定了葡萄糖和尿素的最佳浓度。结果表明，最佳的种龄和接种量分别为36h和15%，葡萄糖和尿素的优化浓度为132.73和0.0586g/l，此时模型预测的富马酸产量和生产速率达到71.42g/l和0.804g/(l.h)，Desirability的函数值高达0.966。该条件下在5L发酵罐水平上进行验证试验，经过88h的发酵最终生成富马酸66.5g/l，生产速率达到0.755 g/(l.h)，与未优化前相比，产量和生产速率分别提高了13.9%和15.8%，取得了理想的效果，实现了产量和生产速率的同时优化，为发酵法制备富马酸的工业化放大奠定了基础。     

抗菌肽CP10A在大肠杆菌中的融合表达

CP10A是一种由抗菌肽Indolicine经过序列改造，且对多数革兰氏阳性病源细菌具有较强抗菌活性的多肽序列。本研究根据已报道的CP10A氨基酸序列，兼顾大肠杆菌密码子偏好性，设计CP10A的核苷酸序列，利用PCR技术合成相应的DNA序列，后克隆构建重组表达载体pET32a（+）-CP10A，转入大肠杆菌AD494菌株。经IPTG诱导表达和15% SDS-PAGE电泳检测后发现产物以包涵体形式存在，且融合表达量占总蛋白的50%。在变性条件下经Ni-NTA亲合柱层析及复性，最终获得了较高纯度的可溶性重组蛋白。本研究首次实现了CP10A抗菌肽在大肠杆菌中的融合表达，为进一步研究其生物学活性及应用奠定了一定的基础,同时也为研究抗菌肽表达提供了一种方法。