氨基酸基因工程研究的若干方面进展

虱基酸是构成蛋白质的基本单位。在食品、医药、农业、畜牧业等方面得到广泛应用。氨基酸发酵生产是扩大氨基酸产量行之有效的途径,高效菌株的选育是氨基酸发酵生产的基础。除常规选育外,近年来,基因工程技术用于氨基酸产生菌或者生产菌的改造,或新的“工程菌”的构建做了大量工作,取得某些进展。有的“工程菌”在生产中得到实际应用。     

混合菌发酵L-山梨糖生产Vc前体2-酮基-L-古龙酸研究进展

利用混合菌发酵L-山梨糖生产2-酮基-L-古龙酸(2-KCA),再经化学转化合成维生素C(Vc),是我国工业生产Vc的主要途径,具有简化工艺,减少污染,降低能耗等诸多优点.从菌系组合、菌种选育、代谢途径与酶学特性、工程菌构建、伴生作用机制及发酵工艺等方面出发,综述混合菌发酵L-山梨糖生产Vc前体2-KGA的研究现状和最新进展,并提出进一步研究和探索的方向.     

氨基酸发酵生产及其产生菌研究进展

<正> 氨基酸是构成蛋白质的基本单位,为生命体所必需。氨基酸的生产主要通过发酵途径来进行。因此高产菌株的选育是氨基酸发酵生产的基础,也是氨基酸工业化生产的重要环节。为保证人类对氨基酸的需求及其在食品、工业、农业和畜牧业上得到广泛应用,就必须加强对氨基酸的生产及其开发利用、以及高效优质生产菌的选育等方面的基础和应用基础的研究,这是氨基酸工业化生产所不可缺少的。     

蛇毒锯鳞蝰素融合蛋白的发酵与纯化

研究大肠杆菌表达重组蛇毒锯鳞蝰素(Echistatin,Ecs)融合蛋白的发酵和纯化工艺。将Ecs基因插入表达载体pTXB1,转化E.coliBL21(DE3)构建工程菌。对工程菌进行补料分批培养并诱导表达,研究培养基、培养和诱导时间对工程菌生长和目的蛋白表达的影响,几丁质亲和层析纯化Ecs融合蛋白,经DTT裂解后,检测Ecs活性。发酵后菌体湿重可达75g/L,融合蛋白表达量约占总蛋白的35%,重组质粒在BL21宿主菌中传代稳定。亲和层析纯化后,得到Ecs单体,得率为28mg/L发酵液。生物学活性分析显示,重组Ecs能有效抑制血小板的聚集,其活性与天然Ecs相似。优化了Ecs融合基因工程菌的发酵和纯化条件,为规模化生产奠定基础。     

申请工程菌专利

1980年6月美国最高法院首次裁决:“实验室人工组建工程菌可以申请专利”。从此这类微生物专利将要得到承认。 日本专利厅于1979年11月就制定出:承认以基因工程法研制的工程菌专利的方针,但仍未发表公开专利。     

鲤鱼生长激素基因工程菌的发酵研究

对表达鲤鱼生长激素的大肠杆菌工程菌的发酵条件进行了详细的研究,探讨了发酵条件对工程菌外源蛋白表达量的影响,优化了影响工程菌发酵的各种条件,形成了一套工程菌小量发酵表达外源蛋白的工艺,为工程菌的大量生产奠定了基础     

一步法产1,3-丙二醇酿酒酵母基因工程菌的构建

1,3-丙二醇(1,3-PD)是一种重要的化工原料,发酵法生产1,3-PD是一条新颖且具有潜在竞争力的生产途径。本研究在前期工作的基础上,将分别来源于大肠杆菌和肺炎克雷伯氏菌的基因片段yqhD和dhaB串联表达,构建重组表达载体pYX212-zeocin-pGAP-yqhD-pGAP-dhaB;并得到重组酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)W303-1A/pYX212-zeocin-pGAP-yqhD-pGAP-dhaB。该重组菌和对照S.cerevisiae分别以葡萄糖为底物摇瓶发酵72h后,重组酿酒酵母发酵液中1,3-PD含量约为1.5g/L;而对照菌株不产1,3-PD。以上结果表明本研究在国内首次成功构建了直接以葡萄糖为底物发酵生产1,3-PD的酿酒酵母基因工程菌。为进一步将dhaB、yqhD基因导入其他以葡萄糖为底物高产甘油的酵母宿主中表达,获得以葡萄糖为底物一步法发酵高产1,3-丙二醇工程菌打下了坚实的基础。     

L-蛋氨酸酰化酶基因工程菌培养条件的研究

为提高L-氨基酰化酶基因工程菌1016的生物量及酶产量,优化了发酵工艺,确定了较佳的培养基成分,并初步考察了该酶的底物特异性。优化后工程菌摇瓶产酶稳定在980U/mL发酵液,发酵周期17 h,生物量A_(420)穗定在0.7。产酶量为原来的2倍以上。乙酰化的脂肪族氨基酸Met是该酶的最适底物。     

L－赖氨酸快速发酵新菌种及工艺研究

以我室选育的赖氨酸生产菌Ｓ－２１－２４为出发菌株,经硫酸二乙酯（ＤＥＳ）和紫外线（Ｕ．Ｖ．）的复合处理,选育到一株代谢速率高,发酵周期短的新菌株ＦＴＳ－１。对该菌的发酵条件作了研究,选择了最佳培养条件,该菌在５Ｌ发酵罐中发酵４８小时产酸８０ｇ／Ｌ以上,７２小时产酸可达１１０ｇ／Ｌ。     

L－赖氨酸快速发酵新菌种及工艺研究

以我室选育的赖氨酸生产菌Ｓ－２１－２４为出发菌株,经硫酸二乙酯（ＤＥＳ）和紫外线（Ｕ．Ｖ．）的复合处理,选育到一株代谢速率高,发酵周期短的新菌株ＦＴＳ－１。对该菌的发酵条件作了研究,选择了最佳培养条件,该菌在５Ｌ发酵罐中发酵４８小时产酸８０ｇ／Ｌ以上,７２小时产酸可达１１０ｇ／Ｌ。     

重组人血小板生成素融合蛋白工程菌发酵工艺的研究

对表达重组人血小板生成素融合蛋白（rhTPO/GST)工程菌的发酵条件进行了较详细的研究,优化了影响工程菌发酵的条件,探讨了发酵条件对工程菌表达外源蛋白量的影响。结果发现采用复合培养基分阶段流加有机营养物,用异丙基硫代-B-D-半乳糖苷（IPTG）进行诱导,使rhTPO/GST融合蛋白的湿菌重达25g/L以上,表达水平约占菌体总蛋白的30%左右。在此基础上,建立了中试发酵生产工艺流程。     

黄色短杆菌突变株发酵产生DL丙氨酸的研究

从黄色短杆菌Brevibacterium flavumATCC-21269出发选育DL-丙氨酸产生菌。以硫酸二乙酯(DES)诱变处理,从中得到一株SSZM_2菌,能在培养基中积累少量丙氨酸。通过连续诱变及单菌落分离,选育得到一株产丙氨酸较高的突变株SSZM_9。试验表明生物素是积累DL-丙氨酸的促进因子,在其他发酵条件的配合下,该菌可在发酵液里积累4.5％的DL-丙氨酸,对糖转化率为38％。     

新型高密度发酵基因工程菌G830

运用PCR方法,从磷酸乙酰转移酶（Pta）－乙酸激酶（Ack)代谢途径缺失菌株E.coliPA1染色体上,扩增出天氨酸激酶－1-高丝氨酸脱氢酶－I（thrA）和高丝氨酸激酶（thrB）基因部分序列,构建了整合型重组质粒pVHb-Kan;应用染色体－质粒同源重组的方法,将透明颤菌血红蛋白（Vitreoscila haemoglobin,VHb)基因整合到大杆菌PA1染色体上的thr操纵子,构建了新型整合工程菌G830。在高密度发酵条件下,G830的细胞呼吸强度、能量代谢、最高菌密度和细胞干重,均明显优于对照菌株PA1和BL21;重组蛋白脯氨酰内肽酶在G830和PA1中获得稳定高表达;重组菌生长状况及发酵指标均与空宿主菌基本一致且表达质粒能维持较好的稳定性。整合型vhb的表达及乙酸代谢途径（Pta-Ack）的缺陷,改善了宿主在贫氧条件下的生长,且促进了重组蛋白的表达。该工程菌具有良好的氧耐受力,且乙酸积累得到大幅度降低,可作为适于高密度发酵的基因工程菌。     

基因工程菌的发酵研究

本文对大肠杆菌表达的ｒｈＧＭ－ＣＳＦ工程菌的发酵条件进行了详细的研究,探讨了发酵条件对工程菌表达外源蛋白量的影响,优化了影响发酵的各种条件,形成了一套工程菌发酵表达外源蛋白的工艺,并从工业化角度对工程菌的高密度高表达间的关系进行了探讨。     

日两家公司计划用基因重组菌工业生产酶

生化工业公司和天野制药公司分别向通产省提出把基因重组芽孢杆菌属(Bacillus)的菌用于酶的工业生产的计划书,符合所使用的设备,装置及其运转管理方法等“重组DNA工业化指南”,于5月27日得到了通产省的认可。 根据这次制造计划的认可,工业用酶的重组生产在日本将转向工业化。通产省还认可了在出售产品样品时也符合“重组DNA工业化指南”所规定的安全性标准。     

浅析工程菌发酵培养

工程菌发酵培养主要包括育种技术、发酵过程的优化等。其中良好的生产菌种是发酵工作的中心环节。在传统的发酵工业中 ,菌种的诱变和筛选工作起着非常重要的作用。在七·五期间 ,国家发展高技术产业确定后 ,基因工程技术 (重组ＤＮＡ技术 )为发酵工程开辟了广阔的领域。生物技术产品作为优先开发的领域之一 ,给我国生命科学领域带来了一场深刻的革命 ,科学家们利用基因操作技术克隆出目的基因 ,然后将其组装入表达质粒 ,转染到宿主细胞中 ,经过发酵诱导表达目的产物以及纯化等一系列程序生产出所需要的目的产物。特别是医疗用蛋白、多肽类治…     

灵芝S3发酵培养基的优化及其对镰刀菌的抑制

以发酵液对镰刀菌孢子萌发的抑制率为指标,通过单因素试验,研究不同碳源、氮源、生长因子对灵芝S3发酵液抑菌活性的影响。运用响应面法,对各营养组分的含量进行优化。优化后碳源、氮源、生长因子含量分别为：乳糖3.04%,蛋白胨0.28%,VB1 0.0047%,抑菌率为91.71%,比基础发酵培养基增加了42.15%。发酵液作用12h后,光学显微镜下镰刀菌菌丝出现膨大和消融等畸变,并出现典型的“念珠状”形态;透射电镜显示镰刀菌孢子内出现大量空泡、原生质收缩,说明灵芝S3发酵液中的活性物质可有效抑制菌丝生长及孢子萌发。     

重组大肠杆菌的发酵与代谢工程

在工程菌的发酵中,外源基因高表达条件下的高密度发酵对于提高生产效率、降低生产成本、简化产品纯化工艺以及降低扩大生产投资都具有非常重要的意义．然而在大肠杆菌的高密度发酵中遇到了许多困难［‘］,其中主要包括有机酸类代谢副产物累积并抑制细菌自身生长、供氧限制和外源基因高表达引起宿主细胞生理负担过重等问题。对此,国内外学者作了许多有意义的探索。应用代谢工程技术对工程菌进行改良,使之有利于外源基因的高表达及高密度发酵,是一项很有应用前景的研究课题,引起了广泛关注。本文拟对近年来有关应用代谢工程改良重组大肠…     

VHb在产L-苯丙氨酸工程菌中的表达及其抗贫氧效率

人工设计合成密码子优化的VHb基因及其天然的低氧启动子序列,并进行融合T7终止子克隆至L-Phe的高表达质粒中,构建高产L-phe的抗贫氧高密度发酵基因工程菌。高密度发酵过程中的低氧情况可诱导VHb基因的表达,含VHb的工程菌较对照工程菌发酵结果显示:菌株的稳定期延长约4h,提高菌株的产酸周期,L-phe产量提高约14%。     

构建伴有β-葡萄糖苷酶表达的乙醇发酵大肠杆菌

研究构建能够分泌表达纤维素酶的产乙醇菌株,实现降解木质纤维素生产乙醇的整合生物加工过程。文中通过克隆来自运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis ZM4的丙酮酸脱羧酶基因pdc和乙醇脱氢酶基因adhB,并通过Red重组将二者整合到大肠杆菌Escherichia coli JM109基因组中,首先构建了一株可以利用葡萄糖进行乙醇发酵的重组菌E. coli P81。随后将来源于多粘芽胞杆菌Bacillus polymyxa1.794的β-葡萄糖苷酶基因bglB在E. coli P81中进行了分泌表达,得到了一株可以进行纤维二糖降解和乙醇发酵双重功能的重组菌E. coli P81(pUC19-bglB)。该菌胞外分泌β-糖苷酶活达到84.78 mU/mL菌液,纤维二糖酶活达到了32.32 mU/mL菌液。该重组菌E. coli P81(pUC19-bglB) 以纤维二糖为碳源进行乙醇发酵,乙醇得率达到了理论产率55.8％,而在葡萄糖和纤维二糖的共发酵中,其乙醇产量达到了理论产率46.5％。构建得到的此株整合生物加工大肠杆菌能够利用β-葡萄糖苷酶生产乙醇,为构建能利用木质纤维素分解产物生产燃料乙醇的高效、稳定生产用工程菌奠定了良好的基础。