纤维素生物转化过程工程的研究

虽有上百年的研究历史，但至今木质纤维素原料的低成本、大规模生物转化仍没有实现。导致这一问题的主要原因在于：纤维素生物转化涉及多个学科，是一个系统工程，目前往往从单一学科或单一技术的角度来研究，缺乏与原料相适应的集成工程技术。     

植物激素与细胞骨架的排向

就植物微管和纤维素微纤丝在细胞骨架构成和延展中的作用、植物激素在微管和纤维素微纤丝排向中的调节功能作了介绍,并对细胞扩大和伸长的机制进行了分析和讨论.     

一株能分解纤维素放线菌的固态发酵研究

对一株从食草动物的粪便中分离出来的放线菌菌株(XW5),以秸杆粉和麸皮为底物,进行固态发酵,并提取纤维素酶粗酶。采用DNS法,进行酶活测定,研究发现该菌株的固态发酵酶活为4-7u/mg。并对酶活的影响因子、pH、温度以及金属离子等的影响进行了探讨,同时发现该酶为碱性纤维素酶。     

黄孢原毛平革菌对松木、稻草和芦苇去木质化作用的研究

为确定黄孢原毛平革菌对不同植物材料的去木质化作用,以pH、干物质重、半纤维素、纤维素和木质素为主要技术指标,比较黄孢原毛平革菌对松木、稻草和芦苇降解能力的差异。松木、芦苇在发酵过程中pH呈下降趋势,稻草呈上升趋势。在干物质重、半纤维素、纤维素降解率三个指标上皆为松木〈芦苇〈稻草,在木质素降解率上则为松木〈稻草〈芦苇,且差异显著。表明黄孢原毛平革菌对不同植物材料去木质化能力有较大差异,其中芦苇的木质素降解率为13％,是三种材料中最易于被去木质化的。     

兼性厌氧纤维素降解菌的筛选和产酶研究

从我国天津地区堆肥中分离筛选出一株兼性厌氧的纤维素分解细菌D1,初步鉴定为纤维单孢菌(Cellulomonas sp.)。产酶最适碳源为葡萄糖,氮源为复合蛋白胨,酶的最适作用温度和pH值是50℃和6．4,在70℃以下和pH在5．2～8．4里稳定。     

影响纤维素类物质厌氧发酵产氢因素的研究

用预处理后的农作物水稻秸秆作为原料,进行厌氧发酵产氢,对产氢过程中的几种主要影响因素进行了实验研究。结果表明,起始pH值和反应温度对厌氧发酵产氢结果均有显著影响。在起始pH值为7,温度37℃时,可获得最大累计产氢量为122.1ml/g,在以玉米浆作为有机氮源的情况下,最大累计产氢量为141.2ml/g。     

黄瓜膨胀素的重组表达及活性分析

目的:提高纤维素的酶水解效率和开发高效的纤维素酶水解过程。方法:采用RT-PCR方法从黄瓜胚轴细胞中分离了膨胀素S1的cDNA,并使之与毕赤酵母表达质粒pPICZ(A连接,形成重组质粒pPICZ(A-exs1。通过电转化方法,用质粒pPICZ(A-exs1转化巴氏毕赤酵母GS115,得到重组菌株P.pastoris-exs1。在该重组菌株中,膨胀素的基因通过同源重组整合在毕赤酵母的染色体上,并处于毕赤酵母甲醇氧化酶启动子的下游。重组菌株P.pastoris-exs1在甲醇诱导下可合成并分泌膨胀素。结果:培养上清液没有纤维素酶活性,但具有破坏滤纸纤维素结晶结构的能力。培养上清液与里氏木霉纤维素酶等量混合后,可使纤维素酶的滤纸酶活力提高50%。结论:采用巴氏毕赤酵母GS115重组成功表达了黄瓜膨胀素,其表达产物可以促进纤维素酶对滤纸的水解。     

应用纤维素结合域标签构建谷氨酸棒状杆菌表达系统

为优化谷氨酸棒状杆菌表达系统的纯化工艺,合成里氏木霉的CBD基因,将其与谷氨酸棒状杆菌分泌表达载体pXMJ19-sp连接,构建以CBD为纯化标签的重组载体pXMJ 19-sp-CBD.在该载体中插入GFP基因并转化至谷氨酸棒状杆菌,可获得分泌表达融合蛋白GFP-CBD的重组菌.该菌经IPTG诱导后的发酵液在紫外灯下显示强烈的绿色荧光,重组蛋白的分泌表达量达200 mg/L.利用CBD标签对纤维素柱的可逆性吸附,可直接对谷氨酸棒状杆菌分泌到培养基中的重组蛋白进行纯化,从而简化工艺和降低成本,为工业化大生产奠定基础.     

芦苇浆纳米纤维素超声法制备工艺优化及表征

以芦苇浆为原料,采用超声辅助硫酸水解法制备了纳米纤维素.在单因素实验的基础上,响应面法优化纳米纤维素制备工艺条件,结果表明最佳制备工艺条件为超声时间32 min,硫酸浓度52％,反应温度54℃,纳米纤维素得率最高(78.67％);通过傅里叶变换红外(FTIR)、X射线衍射和透射电子显微镜(TEM)对最佳工艺条件制备的纳米纤维素进行性能表征,分析表明最佳工艺条件制备的纳米纤维素聚集态结构为纤维素Ⅰ型,呈棒状.     

东方肉座菌EU7-22纤维素内切酶Ⅰ的异源表达

[目的]实现东方肉座菌纤维素内切酶EGⅠ在毕赤酵母中的表达,获得重组EGⅠ。[方法]通过RT-PCR获得EGⅠ开放阅读框。将EGⅠ成熟肽和PHO1信号肽的DNA片段插入p PIC3. 5K后,重组表达载体电转化毕赤酵母。通过甲醇诱导表达和镍柱纯化获得EGⅠ。以羟甲基纤维素钠检测活性,以肽N-糖苷酶F分析N-糖基化,以SDSPAGE分析表达情况和糖基化修饰。[结果]获得EGⅠ分泌表达菌株,诱导96 h后上清液活性为0. 513±0. 002 U/m L,纯化后的EGⅠ活性为0. 558±0. 012 U/mg。SDS-PAGE表明EGⅠ分子量在100～180 k Da,远高于预测值47. 3k Da,经肽N-糖苷酶F处理后,降至63～75 k Da。[结论]实现了EGⅠ的分泌表达,获得活性为0. 558±0. 012 U/mg的糖基化重组EGⅠ。