丙酮酸野生酵母菌的筛选及其生理生化特性研究

利用各种方法从来自苏锡地区的多种样品中广泛分离出200种野生酵母,然后借助纸上层析,获得13株具有纯丙酮酸生产能力的菌株.对其中2株的生理生化特性展开了进一步研究,初步认为其中1株性状类似南极洲假丝酵母(Candida antarctica),另1株属光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata).     

生物技术法生产丙酮酸的研究进展

丙酮酸是一种重要的有机酸,广泛应用于制药、日化、农用化学品和食品等工业中。相对于化工法生产的丙酮酸而言,生物技术法生产的丙酮酸具有低成本、高质量等优势。生物技术法生产丙酮酸主要包括发酵法和酶法,前者又包括直接发酵法和休止细胞法。在对比各种生产方法的基础上,考虑到球拟酵母属的多重维生素营养缺陷型菌株是目前最具竞争力的丙酮酸生产菌,因此重点介绍了发酵法生产丙酮酸在菌种、发酵条件优化等方面的研究进展,并给出了生物技术法将来可能的发展方向。      

球拟假丝酵母生物合成槐糖脂及其衍生物研究进展

槐糖脂是一种糖脂类生物表面活性剂,因其低毒性、生物可降解性、生物相容性及良好的生物活性而备受关注,利用球拟假丝酵母生产生物表面活性剂槐糖脂极大地加速了其产业化进程。对槐糖脂在球拟假丝酵母中的生物合成途径、关键酶的特点和基因工程改造假丝酵母合成新型生物表面活性剂的最新进展进行了综述。为扩展球拟假丝酵母作为糖脂化合物合成底盘细胞提供建议和前景分析。     

温度对丙酮酸生物合成动力学、能荷和氧化-还原度的影响

在光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata620)生产丙酮酸的过程中,温度对丙酮酸生物合成有着重要的影响。考察了不同发酵温度下基质消耗、细胞生长、丙酮酸合成及能荷水平和氧化-还原度等方面的差异。在恒温发酵中,维持较高的发酵温度可以增强糖耗,促进菌体生长,加速丙酮酸积累,但前期胞内能荷水平较高,菌体消耗较多葡萄糖合成菌体,后续产酸能力不足,导致丙酮酸得率降低;维持较低的发酵温度可以在发酵后期提供稳定的产酸能力,但菌体代谢缓慢,后期胞内NADH/NAD 水平较高,丙酮酸生产强度降低。因此仅仅采取单一的温度控制策略很难达到丙酮酸高产量、高产率和高生产强度的统一。     

不利用丙酮酸的丙酮酸生产菌的选育

以光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)TP19为出发菌,经过UV和DES复合诱变选育出一株不利用丙酮酸的高产菌(TP204)。其摇瓶发酵产酸量和产酸率分别比原菌增加了26.4%和26.5%。在5 L罐上的产酸量和产酸率分别是70.23 g.L-1和64.6%,比原菌增加了5.7%和5.3%。     

温度对丙酮酸生物合成动力学、能荷和氧化 还原度的影响

在光滑球拟酵母（Torulopsis glabrata 620）生产丙酮酸的过程中,温度对丙酮酸生物合成有着重要的影响。考察了不同发酵温度下基质消耗、细胞生长、丙酮酸合成及能荷水平和氧化还原度等方面的差异。在恒温发酵中,维持较高的发酵温度可以增强糖耗,促进菌体生长,加速丙酮酸积累,但前期胞内能荷水平较高,菌体消耗较多葡萄糖合成菌体,后续产酸能力不足,导致丙酮酸得率降低;维持较低的发酵温度可以在发酵后期提供稳定的产酸能力,但菌体代谢缓慢,后期胞内NADH/NAD⁺水平较高,丙酮酸生产强度降低。因此仅仅采取单一的温度控制策略很难达到丙酮酸高产量、高产率和高生产强度的统一。     

新一代高产甘油重组菌的构建及其初步发酵

产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes WL2002-5)是一株发酵生产甘油的工业化菌株。为进一步提高其产甘油能力,本研究利用前期研究中成功克隆的产甘油假丝酵母中甘油合成关键酶3-磷酸甘油脱氢酶基因CgGPD1,构建根癌农杆菌双元载体pCAM3300-zeocin-CgGPD1后,电击转化根癌农杆菌LBA4404,通过根癌农杆菌介导法(ATMT)转化产甘油假丝酵母,构建了产甘油假丝酵母重组菌。并从中筛选出一株酶活力和产甘油性能较好的产甘油假丝酵母重组菌株C.g-G8。以葡萄糖为底物摇瓶发酵96h后,重组菌C.g-G8的甘油产量比野生型菌株Candida glycerinogene提高18.06%,平均耗糖速率提高12.97%,平均酶活力提高27.55%。本研究成功利用ATMT法转化产甘油假丝酵母构建新一代高产甘油菌株。     

维生素在丙酮酸过量合成中的重要作用

研究了烟酸、硫胺素、吡哆醇、生物素和核黄素对一株光滑球拟酵母(\%Torulopsis glabrata\%) WSH\|IP303以葡萄糖为碳源、以氯化铵为唯一氮源生产丙酮酸的影响。利用正交试验方法,确证了硫胺素是影响WSH\|IP303生产丙酮酸的最重要因素。在硫胺素浓度一定(0.01～0.015mg/L)的前提下,提高烟酸浓度有助于加快耗糖速度。当烟酸、硫胺素、吡哆醇、生物素和核黄素的浓度分别为8、0.015、0.4、0.04和01mg/L时,摇瓶发酵48h,丙酮酸产量和产率可分别达到52.4g/L和0525g/g。采用优化的维生素组合方式,进行2.5L罐分批发酵,在初糖浓度120g/L的条件下发酵57.5h,丙酮酸产量和产率分别达到69.4g/L和0593g/g,分别比摇瓶培养的最好结果提高了32.%和13%。     

异源表达NADH选择性氧化酶提高光滑球拟酵母酵解速率及丙酮酸生产强度

摘要：【目的】为进一步提高光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)葡萄糖代谢速率及丙酮酸生产强度。【方法】将源于荚膜胞浆菌(Histoplasma capsulatum)的编码选择性氧化酶的AOX1基因过量表达于T. glabrata中,获得了一株线粒体内NADH氧化途径发生改变且胞内总NADH 氧化酶活性提高1.8倍的重组菌株AOX。【结果】与出发菌株CON比较,细胞浓度以及发酵周期降低了20.3%和10.7%,而平均比葡萄糖消耗速率和丙酮酸合成速率分别提高了34.7%和54.1%。其原因     

丙酮酸发酵过程中光滑球拟酵母过程功能的强化

对不同葡萄糖浓度下光滑球拟酵母分批发酵生产丙酮酸的动力学模型分析发现, 葡萄糖浓度是影响光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸过程功能的关键因素。在发酵初始阶段, 低浓度葡萄糖可维持较高的菌体比生长速率; 对数生长中前期, 葡萄糖快速进料使菌体浓度接近最大值, 并实现碳流从菌体生长转向丙酮酸积累; 对数生长后期葡萄糖浓度控制在33.4 g/L以维持高丙酮酸对葡萄糖产率系数 (0.71 g/g)。采用奇异控制的葡萄糖流加方式, 在7 L发酵罐上控制不同发酵阶段葡萄糖浓度处于最佳水平以强化光滑球拟酵母过程功能, 丙酮酸产量 (83.1 g/L)、产率 (0.621 g/g)、生产强度[1.00 g/(L·h)]与分批发酵对比, 分别提高了21.3%、21.6%和29.9%。     

能源上的应用

<正>本文介绍好气条件下生产C_3和C_4烃类的微生物种类,这些微生物包括广谱的真菌、酵母、细菌和放线菌。典型的产C_3烃类的属有根霉属和隐球酵母属。丙烷的高效生产菌株有白色隐球酵CryPtococcus:albidusIFO 0378(6 .5毫微升/毫升/小时)和产氨短杆菌     

丙酮酸脱羧酶及其应用研究

丙酮酸脱羧酶(pyruvate decarboxylase,PDC),EC4.1.1.1,是一种胞内酶,是焦磷酸硫胺素(thiamine pyrophosphate,ThPP)依赖性的非氧化酶,是由辅酶ThPP、Mg2+和蛋白质构成的全酶,在辅助因子焦磷酸硫胺素和Mg2+参与下作用于丙酮酸而产生乙醛和CO2。PDC是丙酮酸合成乙醇的关键酶。它广泛存在于酵母菌、霉菌、细菌和植物等多种生物体中,不同来源的丙酮酸脱羧酶的结构、相对分子质量、酶学性质等均不尽相同。该文综述了丙酮酸脱羧酶生物学性质及其应用前景。     

产甘油假丝酵母HOG途径应答研究进展

产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)是工业甘油生产菌株,具有多重高抗逆、生长迅速、糖代谢高效等优点,是优良的工业宿主菌株.高渗甘油(high osmolarity glycerol, HOG)应答途径是真核细胞应答高渗透压胁迫的关键响应机制.本文从产甘油酵母HOG途径的生物信息学分析、MAP激酶Hog1对细胞表型、甘油转运和合成、氨基酸的合成与转运调控进行阐述,为进一步理解该酵母的HOG应答途径和抗逆机制奠定了基础.     

代谢工程改造野生耐酸酵母生产L-乳酸

以选育低pH条件下高产L-乳酸的酵母菌为目的,从自然样品中筛选分离得到一株能在pH 2.5 (乳酸调节) 的培养基中生长且不利用乳酸的酵母 (初步鉴定为木兰假丝酵母Candida magnolia);进一步将来源于米根霉As3.819的乳酸脱氢酶编码基因 (ldhA) 插入含有G418抗性基因的酵母穿梭载体,构建了重组质粒pYX212-kanMX-ldhA,电转化入野生型C. magnolia中,筛选获得了一株具有产L-乳酸能力的重组菌株C. magnolia-2;通过发酵实验表明,该重组菌产L-乳酸的最     

光滑球拟酵母中α-酮戊二酸脱氢酶系生理作用解析

[目的]研究α-酮戊二酸脱氢酶系在光滑球拟酵母碳代谢流、能量代谢和氨基酸代谢中的生理作用.[方法]通过敲除光滑球拟酵母中编码α-酮戊二酸脱氢酶系中E1酶的基因kgd1,构建α-酮戊二酸脱氢酶活性缺失菌株T.glabrata kgd1::kan,并考察KGDH缺失引起TCA循环关键酶活性,碳代谢流量以及胞内氨基酸和能荷水平等方面的变化.[结果]光滑球拟酵母中α-酮戊二酸脱氢酶活性的缺失导致:(1)细胞启动乙醛酸途径,通过形成TCA-乙醛酸循环实现TCA循环的正常代谢;(2)胞内NADH/NAD+水平下降33.7%,ATP/ADP水平下降31.8%,而与NADH代谢相关的丙酮酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的活性分别提高58.1%、33.3%和32.5%;(3)胞内丙酮酸含量下降50.1%,而胞内琥珀酸、苹果酸和α-酮戊二酸含量则分别增加了172.7%、66.1%和41.1%;(4)丙酮酸族氨基酸含量下降29.3%,而胞内谷氨酸族氨基酸和天冬氨酸族氨基酸含量则提高了34.7%和26.8%.[结论]上述研究结果表明,α-酮戊二酸脱氢酶系在微生物细胞中心碳代谢、能量代谢和氨基酸代谢中发挥着重要作用.     

一株新的石油脱蜡酵母——脱蜡球拟酵母及其发酵性能

从新疆克拉玛依油田土壤中分离到一株C1酵母,经鉴定属于球拟酵母(Torulopsis),但不同于该属内所描述的各个种。它不同化纤维二糖和L-阿戊糖,对石油一些馏份脱蜡效果好,定名为脱蜡球拟酵母(Torulopsis deparaffina n. sp.)。该菌对300--400℃馏份油(正烷烃含量为5.60％)发酵50小时,油凝点由+4.5℃降至—53℃发酵70小时降至一60℃;每公斤原料油(正烷烃含量为8．87％)可收获精制千酵母5．4．2克。     

光滑球拟酵母新霉素抗性株加速葡萄糖代谢

为进一步提高光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的生产强度,在能量代谢分析的基础上提出了降低ATP合成酶活性、但不影响NADH氧化的育种策略。通过亚硝基胍诱变,获得一株新霉素抗性突变株N07,该菌株F1ATPase活性降低65%、丙酮酸产量高于48gL且单位细胞消耗葡萄糖能力提高38%。添加双环己基碳二亚胺(DCCD)、叠氮钠(NaN3)、新霉素显著降低出发株F1ATPase活性但不影响突变株F1ATPase活性。突变菌株胞内ATP含量下降23.7%导致生长速率和最终菌体浓度(为出发菌株的76%)均低于出发菌株,但葡萄糖消耗速度和丙酮酸生产速度分别提高34%和42.9%,发酵周期缩短12h。进一步研究发现,突变株糖酵解途径中关键酶磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶和磷酸甘油醛激酶的活性提高了63.7%、28.8%和14.4%,电子传递链关键酶活性提高10%。结果表明降低真核微生物F1ATPase活性有效地提高了糖酵解关键酶活性而加速葡萄糖代谢。     

过量表达NADH氧化酶加速光滑球拟酵母合成丙酮酸

[目的]进一步提高光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)发酵生产丙酮酸的生产强度.[方法]将来源于乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)中编码形成水的NADH氧化酶noxE基因过量表达于丙酮酸工业生产菌株T. glabrata CCTCC M202019中,获得了一株NADH氧化酶活性为34.8 U/mg蛋白的重组菌T. glabrata-PDnoxE.[结果]与出发菌株T. glabrata CCTCC M202019相比,细胞浓度、葡萄糖消耗速率和丙酮酸生产强度分别提高了168%、44.9%和12%,发酵进行到36 h葡萄糖消耗完毕.补加50 g/L葡萄糖继续发酵20 h,则使丙酮酸浓度提高到67.2 g/L.葡萄糖消耗速度和丙酮酸生产强度增加的原因在于形成水的NADH氧化酶过量表达,导致NADH和ATP含量分别降低了18.1%和15.8%.而NAD<' 增加了11.1%.[结论]增加细胞内NAD<' 含量能有效地提高酵母细胞葡萄糖的代谢速度及目标代谢产物的生产强度.     

产甘油假丝酵母HOG1 MAPK同源基因CgHOG1的克隆及特征分析

摘要:【目的】获得产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)耐高渗和过量合成甘油的关键调控基因—丝裂原活化蛋白激酶基因(CgHOG1),并考察其渗透压调节功能。【方法】运用简并PCR 结合Self-Formed Adaptor PCR技术从产甘油假丝酵母基因组中克隆CgHOG1基因并进行生物信息学相关分析,将CgHOG1基因在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae W303-1A)hog1Δ缺失突变株中互补表达,考察菌株耐渗透压能力变化。【结果】所获得CgHOG1基因全长1164 bp,编码387个氨基酸序列(GenBank No. KC480066);氨基酸序列与来源于Ogataea parapolymorpha的Hog1p同源性最高,为86%;该基因在酿酒酵母hog1Δ缺失突变株中异源表达能够显著提高菌株的抗盐耐高渗和甘油合成能力。【结论】本文所获得的基因CgHOG1是一个具有耐高渗和过量合成甘油调控功能的新基因,研究结果为产甘油假丝酵母超高渗应答机制的研究及抗盐耐旱作物改造提供了新的基因。     

高盐稀醪酱油发酵原油中微生物区系研究

对传统的高盐稀醪酱油发酵过程中的正常原油和异常原油中的微生物区系进行了分析,并对主要的细菌和酵母菌进行了菌种鉴定。同时,初步探讨了温度对原油中微生物区系的影响。实验结果表明,正常原油和异常原油中细菌总数、芽孢菌数、肠道杆菌、乳酸菌数和厌氧菌数没有明显差异,而酵母菌数和耐盐菌数有明显的差异。正常原油中优势酵母为球拟酵母属(Torulopsis)和酵母属(Saccharomyces),分别占酵母总数的55.9%和35.3%。异常原油中优势酵母为毕赤酵母属(Pichia)、假丝酵母属(candida)和酵母属(Saccharomyces),分别占酵母总数的62.8%、17.9%和9.0%。