热带假丝酵母XYL1在Pichia pastoris中的表达及固定化细胞发酵生产木糖醇

利用克隆获得的具有双重辅酶依赖性的热带假丝酵母xyl1基因,通过表达载体pGAPZB转入巴斯德毕赤酵母X-33,采用海藻酸钙凝胶包埋法固定该重组菌,研究固定化条件下玉米芯水解液的发酵特性,实现对玉米芯等农业废弃物资源的利用。结果表明,转化xyl1基因的巴斯德毕赤酵母X-33的总酶活达到1.64U/mg。固定化细胞的最适发酵条件为pH 6.0、30℃、接种量20%、装液量28%、转速130r/min,木糖醇转化率为37.5%。为生物转化法大规模生产木糖醇以及乙醇提供新的选择途径。     

代谢工程改造热带假丝酵母生产1,2,4-丁三醇

【背景】 1,2,4-丁三醇属于手性多羟基醇,是一种重要的有机合成的化学中间体,以木糖为原料经四步酶反应是目前研究最多的生物合成路线。然而大肠杆菌的鲁棒性较弱,对发酵液中一些抑制剂的耐受性不是很好,同时存在严重的碳代谢抑制。近年来,鲁棒性较好的酵母菌成为更有吸引力的宿主,其中热带假丝酵母具有天然的木糖代谢途径,可以更好地利用木糖。【目的】在热带假丝酵母中构建从木糖到1,2,4-丁三醇的代谢途径。【方法】在热带假丝酵母中敲除木糖还原酶基因GRE3,从而阻断自身的木糖代谢途径。将来源于Caulobacter crescentus的木糖脱氢酶基因(xylB)和木糖酸脱水酶基因(xylD)及来源于Lactococcus lactis的酮酸脱羧酶基因(kdcA)克隆至C. tropicalis 207中,得到重组菌C. tropicalis BT,在此基础上考察重组菌代谢木糖合成1,2,4-丁三醇的能力,确定限速步骤,并通过增加关键基因xylD与kdcA的拷贝数提高1,2,4-丁三醇产量。【结果】在30℃、200 r/min、接种量1%、以30 g/L木糖为底物的情况下,重组菌的1,2,4-丁三醇的产量达到了1.2 g/L,在5 L发酵罐中的产量达到了3.7 g/L。【结论】在热带假丝酵母中实现以木糖为底物的1,2,4-丁三醇代谢途径,并通过在基因组上增加关键基因xylD与kdcA的拷贝数,获得了一株高产1,2,4-丁三醇的重组酵母菌株,这为后续在热带假丝酵母中进一步提高1,2,4-丁三醇产量奠定了基础。     

休哈塔假丝酵母发酵木糖制乙醇过程研究

木质纤维素原料水解产物的主要成分是葡萄糖和木糖,其中葡萄糖很容易发酵,致使木糖成为木质纤维素发酵的关键,休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)1766是自然界木糖发酵性能较好的天然酵母之一。研究了发酵温度、发酵时间、接种量、初始pH值、摇床转速等因素对休哈塔假丝酵母1766发酵木糖生产乙醇的影响,由正交试验初步确定了休哈塔假丝酵母发酵木糖制乙醇工艺的适宜条件为好氧条件,发酵时间为2d,发酵温度为28℃,摇床转速为150r/min,初始pH值为5,此时乙醇收率最高可达68.62%。     

假丝酵母发酵玉米芯半纤维素水解液生产木糖醇

采用一株驯化过的假丝酵母(Candida sp.)直接发酵经过简单脱毒处理的玉米芯半纤维素水解液生产木糖醇。确定了水解液的最适浓缩倍数在3.0～3.72的范围内。利用正交实验,确定了摇瓶分批发酵工艺条件的最适组合为：摇床转速180r/min,起始C/N为50,起始pH 5.5,接种量5% (体积比)。在此基础上,重点研究了在发酵罐中通气量对酵母发酵玉米芯水解液生产木糖醇的影响。结果表明采用先高后低的分段通气发酵在木糖醇得率方面明显优于恒定通气发酵;其中,在0～24h,3.75 L/min;24～108h,1.25 L/min的分段通气条件下(装液量为2.5L),木糖醇得率(木糖醇/木糖,g/g) 达到0.75 g/g。该结果将有助于建立一种高效的、大规模的利用玉米芯半纤维素水解液发酵生产木糖醇的工艺。     

一株中型假丝酵母发酵木糖产乙醇的特性研究

本研究对自然界中筛选得到的1株可以发酵木糖产乙醇的中型假丝酵母(Candida intermedia)的特性进行了研究.该菌株在28℃、120 r/min、72 h条件下,发酵3%木糖的乙醇产率最高,达到理论值的43.70%,发酵7%木糖得到的乙醇产量最高,为6.480 g/L.发酵时间延长到156 h,可以利用8%木糖产乙醇21.225 g/L,产率为理论值的72.87%.该菌株还可以在同样条件下,发酵13%葡萄糖得到乙醇50.965 g/L,达到理论值的76.90%.以3% 2% 3%分批补加糖,比一次性发酵8%木糖的乙醇产量提高9.91%.在葡萄糖和木糖的混合培养基中,优先利用葡萄糖,同时还表现出葡萄糖对木糖发酵的促进作用,当2%的木糖与6%葡萄糖混合时,乙醇产量比两者单独发酵的加和提高了25%.     

热带假丝酵母(Candida tropiclis)去除蔗渣木聚糖酶解副产物的研究

该文研究了木糖、木糖醇对木聚糖酶Shearzyme 500L酶解蔗渣木聚糖的影响。通过热带假丝酵母(Candida tropiclis)转化酶解副产物木糖,解除木糖对木聚糖酶的抑制作用,从而获得高木二糖含量的低聚木糖。结果表明:木糖是Shearzyme 500L的酶活性抑制物,其抑制作用与溶液中的木糖量成正比;木糖醇对木聚糖酶无抑制作用;热带假丝酵母可将蔗渣木聚糖酶解液中的木糖转化为木糖醇而不利用低聚木糖,木二糖占总糖比例由53.09%升高到62.92%,经二次酶解后,木二糖比例可达78.90%。     

代谢工程改善野生酵母利用木糖产乙醇的性能

从256个自然样品中筛选得到1株可高效转化D-木糖的酵母。通过生理生化和分子生物学方法鉴定, 证实该菌株是属于Candida tropicalis。以该酵母为研究对象, 增加木糖醇脱氢酶表达量, 通过改变代谢流以达到提高酒精产率的目的。以pXY212-XYL2质粒为基础载体, 构建了含有潮霉素抗性的pYX212-XYL2-Hygro, 电击转化进入野生型C. tropicalis, 潮霉素抗性筛选, 得到含高拷贝木糖醇脱氢酶基因的重组菌株C. tropicalis XYL2-7。重组菌的比酶活达到0.5 u/mg protein, 比原始菌株提高了3倍。实验表明, 重组菌木糖醇得率比原始菌株降低了3倍, 酒精得率提高了5倍。首次通过实验验证了热带假丝酵母利用木糖产乙醇的可行性, 这对研究酵母利用秸秆、麦糠、谷壳等纤维质农业废弃物生产燃料乙醇具有重要启示。     

代谢工程改善野生酵母利用木糖产乙醇的性能

从256个自然样品中筛选得到1株可高效转化D-木糖的酵母。通过生理生化和分子生物学方法鉴定, 证实该菌株是属于Candida tropicalis。以该酵母为研究对象, 增加木糖醇脱氢酶表达量, 通过改变代谢流以达到提高酒精产率的目的。以pXY212-XYL2质粒为基础载体, 构建了含有潮霉素抗性的pYX212-XYL2-Hygro, 电击转化进入野生型C. tropicalis, 潮霉素抗性筛选, 得到含高拷贝木糖醇脱氢酶基因的重组菌株C. tropicalis XYL2-7。重组菌的比酶活达到0.5 u/mg protein, 比原始菌株提高了3倍。实验表明, 重组菌木糖醇得率比原始菌株降低了3倍, 酒精得率提高了5倍。首次通过实验验证了热带假丝酵母利用木糖产乙醇的可行性, 这对研究酵母利用秸秆、麦糠、谷壳等纤维质农业废弃物生产燃料乙醇具有重要启示。     

Production of xylitol from D-xylose by Candida tropicalis: optimization of production rate

The effect of culture conditions on xylitol production rate was investigated using Candida tropicalis IFO 0618. From the variance analysis of xylitol production rate, it was found that initial yeast extract concentration was highly significant (99%), while the interaction between D-xylose concentration and aeration rate was significant (95%). These results show the importance of initial yeast extract concentration and of the balance between D-xylose concentration and aeration in the production of xylitol. It was also clearly shown that C. tropicalis needed more yeast extract concentration for efficient xylitol production than for its growth. In order to enhance xylitol production rate, culture conditions were optimized by the Box-Wilson method. In this respect, initial D-xylose concentration, yeast extract concentration, and K(L)a were chosen as the independent factors in 2(3)-factorial experimental design. As the result of experiments, a maximum xylitol production rate of 2.67 g/L . h was obtained when initial D-xylose concentration and yeast extract concentration were 172.0 and 21.0 g/L, respectively, and K(L)a was 451.50 h(-1) by 90% oxygen gas. (c) 1992 John Wiley & Sons, Inc.     

热带假丝酵母唑类耐药相关基因的研究进展

临床上热带假丝酵母(又称热带念珠菌)的分离率越来越高,唑类抗真菌药物因较低的细胞毒性且大多可口服给药,是治疗热带念珠菌感染的常用药物。我国耐唑类药物热带念珠菌的分离率较高,因此有必要了解其具体机制,为寻求新的药物作用靶点提供依据。目前认为,与热带念珠菌唑类耐药有关的主要机制有靶基因ERG11过度表达和突变、编码转录因子的upc2基因过度表达和突变、外排泵基因过度表达及其他相关基因过度表达等。本文就目前热带念珠菌唑类耐药机制的基因水平研究进展进行综述。     

侵袭性热带念珠菌感染流行病学及药物敏感性

全球范围内,随着抗肿瘤药物、免疫抑制剂和广谱抗菌药物的使用,真菌感染的发病率显著提高,其中念珠菌感染占到绝大多数。目前热带念珠菌已经成为非白念珠菌中最常见的病原菌。我国热带念珠菌的临床分离率及对氟康唑及伏立康唑的耐药率都明显高于世界平均水平。但是,相比于白念珠菌,关于热带念珠菌的研究及相关临床信息相对较少。该文就侵袭性热带念珠菌感染危险因素、流行病学以及药物敏感性进行全面的综述。     

Quantification of thigmotropism (contact sensing) of Candida albicans and Candida tropicalis

To quantify the thigmotropism, we adapted the our previous method using a chemotaxifilter system in combination with a bioluminescent adenosine triphosphate (ATP) assay based on firefly luciferase-luciferin system and analyzed the relationship between the ability of germ tube formation and thigmotropism of C. albicans and C. tropicalis. Both the ability to form germ tube and the amount of hyphae exhibiting thigmotropism varied depending upon both the species and strains of Candida. C. albicans formed more germ tubes than C. tropicalis. A good correlation was observed between the ability to form a germ tube and the capacity for thigmotropism, and the results gave a level of significance (p<0.05). Further, SEM observation revealed that relatively long hyphae of C. tropicalis with penetrated through the pores of filter membrane. This phenomenon may be of importance in the development of pathogenesis of C. tropicalis as well as C. albicans. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

木糖醇微生物转化的研究

一、引言 木糖醇是一种被广泛用于国防、医药、食品和化学等工业的五碳糖醇。木糖醇也是一种具有营养价值的甜味剂,由于它的代谢不需胰岛素,可作为糖尿病人的食糖代用品。另外木糖醇还可以作为防龋食品。目前国内外生产木糖醇的方法是化学法,即由农业纤维废料如玉米芯和甘蔗渣等经酸水解和提