聚唾液酸高产菌株的高通量诱变选育及发酵工艺优化

从自然水体中筛选得到1株产聚唾液酸的微生物菌株SA-1,经Biolog生化和分子生物学分析,鉴定其为大肠杆菌。以大肠杆菌SA-1为出发菌株,通过常压室温等离子体(ARTP)诱变育种,借助酸碱透明圈和高通量自动挑选仪筛选获得高产聚唾液酸的突变菌株SA-18。摇瓶发酵结果显示,大肠杆菌突变株SA-18的聚唾液酸产量可达0.95 g/L,是出发菌株产量(0.20 g/L)的4.75倍;进一步,通过调控优化K₂HPO₄浓度实现了突变大肠杆菌SA-18的高密度发酵：当K₂HPO₄质量浓度为5.0 g/L时,在10 L发酵罐中,36 h时聚唾液酸产量达到12.20 g/L,继续补料发酵,至60 h时,聚唾液酸产量最高可达16.10 g/L。     

一株絮凝剂产生菌的筛选及其絮凝特性研究

目的:筛选并研究对有毒物质有一定耐受性的絮凝剂产生菌。方法:利用含苯酚、邻苯二甲酸二丁酯和Pb2(SO4)3的分离培养基从土壤和活性污泥中分离筛选絮凝剂产生菌,对所得的菌种进行摇瓶发酵试验,分别考察其产絮凝剂的周期、絮凝活性分布以及对有毒物质的耐受性等特征,通过提取絮凝剂,将其絮凝活性与其它絮凝剂进行比较。结果:得到一株对苯酚具有一定耐受性的絮凝剂产生菌B2(Serratiasp.),其产絮凝剂的最佳培养时间为48h,絮凝率高于80%。苯酚浓度达0.6g/L时,B2菌的絮凝活性仍高于70%。其90%的絮凝物质集中于菌体,且热稳定性好,对多种悬浊液的絮凝活性高于硫酸铝、PAC。结论:新型絮凝剂产生菌B2对苯酚耐受性强,且絮凝剂提取简便,具有重要的研究价值。     

Sphingomonas sp. X20絮凝特性及培养条件研究

目的:对分离筛选获得絮凝剂产生菌Sphingomonas sp.X20絮凝特性及培养条件进行研究.方法:采用单因素和正交实验确定最适产絮凝剂培养条件.结果:研究发现,菌株X20的微生物絮凝剂对高岭土悬液具有良好的絮凝效果,在温度为37℃、培养基初始pH7.0、摇床转速为100r/min条件下培养12h获得的絮凝剂絮凝活性最好,絮凝率达92.8%.正交实验结果表明,菌株Sphingomonas sp.X20产絮凝剂最佳培养基的组成:淀粉15g/L,NH4Cl 1.Og/L,KH2P04,2g/L,K2HP04 5g/L,NaC1 O.lg/L,MgS04·7H2O 0.2g/L,pH7.0.结论:菌株X20是一株高效的产絮凝剂菌,具有很好的应用前景.     

丙酸絮凝发酵新工艺研究

报道了丙酸发酵的一种新工艺:絮凝发酵工艺。采用谢氏丙酸杆菌(Propionibacterium shermanii)W125在批次发酵产酸达到29g/L的基础上,选择氢氧化钙作为中和剂兼絮凝剂,建立了絮凝半连续发酵工艺,连续运行250h,产酸量达到了35.4g/L,产酸率提高了22%,糖酸转化率达到了51.56%,体积效率达到了0.37g/(L/h)。     

产微生物絮凝剂的菌株筛选、鉴定及发酵条件优化

微生物絮凝剂是一类新型的水处理制剂,因其具有高效、无毒、易降解等特点,已成为水处理剂开发的研究热点。为了扩大微生物絮凝剂的种类,本研究从活性污泥和土壤样品中筛选絮凝剂产生菌,最终获得一株具有絮凝活性的菌株,通过16S rDNA鉴定,该菌株为蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii),因此命名为P. monteilii YR-1。利用单因素实验和正交试验对该菌株的发酵条件进行了优化,其最佳碳、氮源分别为25 g/L葡萄糖和2 g/L复合氮源(酵母浸粉:尿素:硫酸铵=5:5:2),培养基初始pH值为10,培养温度为28℃,发酵时间为72 h。在最佳培养条件下,其发酵液的絮凝率从37.68%提高到63.52%。这是关于蒙氏假单胞菌产絮凝剂的首次报道。     

共存碳源对克雷伯氏菌NIII2发酵蔗糖产絮凝剂的影响

研究了共存碳源对克雷伯氏菌NIII2以蔗糖为主要碳源发酵产絮凝剂的影响.实验结果表明:柠檬酸为共存碳源时,克雷伯氏菌NIII2分泌絮凝剂过程中容易产酸,使得絮凝剂的产量和碳源转化率都较低.当丁二酸、乙酸、乳酸为共存碳源时,发酵液pH均高于7.5,絮凝剂产量有所提高,最高可达10.87g/L,碳源转化率也较高,为43.48%.与柠檬酸为共存碳源相比,当投加丁二酸时,克雷伯氏菌NIII2所产微生物絮凝剂中蛋白质与糖含量比值提高了33%,絮凝剂的Zeta电位值由-60.00 mV升高至-28.07 mV,絮凝剂分子粒径广泛分布在0~300μm之间且大粒径分子所占比例增加,聚合度加大,絮凝剂表面形貌呈现结块团状无定型结构,从而提高絮凝剂的活性和性能.该微生物絮凝剂投加量为4.0 mg/L,对2 g/L高岭土的SS去除率可达97.3%.     

天然碱泥絮凝用微生物絮凝剂产生条件的研究

报道了内蒙天然碱碱泥絮凝用微生物絮凝剂适宜产生条件的研究结果。高糖低氮培养基有利于絮凝剂的产生。适宜摇床发酵条件为：初始PH值7．5－8．5,培养温度30℃,摇床转速180r/min,发酵60h;在摇床优化的培养条件的基础上进行5L罐放大试验,发酵周期缩短12h,絮凝活性提高了14．45％。     

生物絮凝剂高产菌株的选育

以野生菌谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicumCCTCCM 2 0 10 0 5为出发菌株 ,进行紫外和甲基磺酸乙酯逐级诱变 ,获得一株絮凝剂高产菌XMU YH1111,通过条件优化实验 ,获得突变株XMU YH1111合成生物絮凝剂的最佳发酵条件 :葡萄糖为碳源 ,尿素和酵母膏为氮源 ,培养基初始 pH 4～ 8,种子最佳种龄 16h ,接种量 5 % ,发酵罐通风量 1L/ (L·min) ,搅拌转速 10 0r/min。在此发酵条件下 ,絮凝活性最高可达到 892U/mL ,比原出发菌株CCTCCM 2 0 10 0 5的絮凝活性提高 2倍以上。     

两阶段搅拌转速控制策略发酵生产聚唾液酸

目的:优化聚唾液酸发酵过程的搅拌转速.方法:比较不同搅拌转速对大肠杆菌Escherichia coli K235分批发酵生产聚唾液酸过程的影响.结果:根据发酵前、后期菌体细胞比生长速率和聚唾液酸比合成速率达到最大值所需搅拌转速的不同,提出了两阶段搅拌转速控制策略:发酵前期(0～15h)控制搅拌转速500r/min,发酵中后期控制搅拌转速700r/min.结论:两阶段搅拌转速控制策略使聚唾液酸产量达到3 966mg/L,比恒定搅拌转速500r/min和700r/min分别提高了31.8%和49.3%.将两阶段搅拌转速控制策略与分批补料发酵技术结合,聚唾液酸产量提高到5 108mg/L,山梨醇的转化率达到0.12g/g.     

1株产生洛伐他汀杂色曲霉的筛选、鉴定和发酵优化条件

从不同生境收集的自然发酵样品中分离纯化获86株曲霉纯菌株;用薄层层析法(TLC)和高效液相色谱法(HPLC)测定曲霉各菌株发酵液中洛伐他汀(Lovastatin)含量进行筛选;获1株较高产Lovastatin的编号为A-8曲霉菌株,产量为58 g/L。根据形态特征和ITS基因序列,鉴定A-8菌株为杂色曲霉。单因素实验初步优化了A-8曲霉菌株发酵条件和培养基配方,结果表明A-8菌株产生Lovastatin较适宜的发酵条件为:温度28℃、初始pH 5.2、摇床转速180 r/min、接种量为10%;培养基配方为:乳糖为碳源、含量为100 g/L,蛋白胨为氮源、含量为12 g/L,碳源/氮源为15∶1.5;在该条件下A-8曲霉菌株发酵产生Lovastatin的水平最高,可达130.04μg/mL,比优化前提高了约2.24倍。A-8曲霉菌株是较有潜力的工业菌株。     

双功能尿苷酰转移/去除酶GlnD在谷氨酸棒杆菌JNR中的功能

【目的】通过改造谷氨酸棒杆菌JNR中双功能尿苷酰转移/去除酶GlnD,减弱尿苷酰去除酶的活性,增强NH_4~+的转运和利用,提高L-精氨酸的合成。【方法】本文对来源于谷氨酸棒杆菌的突变菌株JNR中的双功能尿苷酰转移/去除酶GlnD进行整合突变,采用同源重组的方法将H_(414)和D_(415)位点突变为两个丙氨酸AA,在此菌株的基础上过量表达PII蛋白GlnK,并对其进行尿苷酰化研究,离子色谱检测摇瓶发酵过程中NH4+的浓度,并对最终的改造菌株进行连续流加发酵分析。【结果】该双功能尿苷酰转移/去除酶在谷氨酸棒杆菌中成功进行整合突变,有效减弱了尿苷酰去除酶的活性;同时过表达PII蛋白GlnK,其酰基化程度明显增强。摇瓶发酵结果表明菌株L4消耗NH_4~+增加,L-精氨酸产量为36.2±1.2 g/L,比对照菌株L3高出22.7%。5-L发酵罐实验结果显示改造菌株L4的L-精氨酸的产量为52.2 g/L,较野生型菌株L0提高了25.3%。【结论】谷氨酸棒杆菌合成L-精氨酸的过程中氮源是必不可少的。减弱GlnD尿苷酰去除酶的活性后,胞内尿苷酰化的GlnK-UMP增加,GlnK-UMP与氮转录调控因子AmtR结合,转运至胞内的NH_4~+浓度提高,促使L-精氨酸产量显著提高。     

丁酸梭菌发酵培养基的优化及发酵产物对黄曲霉毒素B1的降解

【背景】丁酸梭菌是专性厌氧的新一代芽孢益生菌,耐热、耐酸、抗逆性强,极具应用价值和开发前景。【目的】优化丁酸梭菌发酵培养基并初步研究其发酵液对黄曲霉菌的抑制作用和降解黄曲霉毒素B₁ (aflatoxin B₁, AFB₁)的能力。【方法】利用响应面法对发酵培养基进行优化,采用牛津杯法对丁酸梭菌发酵液抑制黄曲霉菌生长进行研究,并通过酶联免疫法测定发酵液对AFB₁的降解能力。【结果】优化后的发酵培养基为：葡萄糖18.1g/L,大豆蛋白胨29.7g/L,磷酸氢二钾3.8 g/L,氯化钠2.0 g/L,乙酸钠4.0 g/L,结晶硫酸镁1.2 g/L,L-半胱氨酸盐酸盐0.3 g/L。优化后的丁酸梭菌生物量由8.99×10⁸个/mL提高至2.28×10⁹个/mL,是优化前的2.54倍。丁酸梭菌发酵液对致病真菌黄曲霉菌的抑菌效果十分显著,其上清液经浓缩后对AFB₁降解72h的降解率达到68.65%,初步分析表明上清液中对AFB₁     

一株高产洛伐他汀红曲霉的筛选与液态发酵条件优化

【背景】洛伐他汀(lovastatin)是红曲霉的次生代谢产物,是重要的临床用降血脂药物。在液态发酵条件下,红曲霉的洛伐他汀产量较低,难以满足工业化生产的要求。【目的】筛选获得一株高产洛伐他汀的红曲霉株,并通过优化液态发酵条件提高洛伐他汀的产量。【方法】从红曲米中筛选获得一株高产洛伐他汀的红曲霉株,依据形态学特征、生理生化特性及18S rRNA基因序列分析对分离菌株进行鉴定;通过响应面法对其产洛伐他汀的液态发酵条件进行优化。【结果】获得一株产洛伐他汀的紫红曲霉(Monascus purpureus M4),该菌在甘油57.80g/L、酵母浸粉5.52 g/L、接种量为6.90%条件下,洛伐他汀产量(173.60 mg/L)较优化前提高了4.8倍。【结论】菌株M4产洛伐他汀最优液态发酵条件的建立,为洛伐他汀的大规模生产及该菌株的工业化应用提供了技术支撑。     

Sodium gluconate production byAspergillus niger with intermittent broth replacement

Intermittent broth replacement was carried out to enhance the productivity and purity of sodium gluconate usingAspergillus niger by reducing the concentration of unmetabolized glucose. As inoculum size increased, length of lag phase was shortened and high initial production rate of sodium gluconate was achieved. However, too high inoculum concentration lowered productivity during the later stage of fermentation and increased residual glucose at the end of cultivation. When culture broth was replaced intermittently with distilled water, fresh medium, or recycled medium for comparison with traditional fermentation method, production of sodium gluconate was enhanced more than 1.5 fold and active production period could be prolonged without residual glucose. In addition, productivity was maintained at a level higher than 6 g/L/nr. Therefore, it was found that the reduction of biomass and viscosity by intermittent broth replacement could enhance the productivity.     

高产不饱和油脂海鞘真菌桔青霉Asc-2-4的诱变选育

诱变育种是获得高产菌株,实现微生物工业化生产油脂的重要措施。以前期获得的高产不饱和油脂菌株桔青霉（Penicillium citrinum）Asc-2-4为出发菌株,利用丙二酸建立快速筛选高产不饱和脂肪酸突变菌的方法,通过紫外线 氯化锂复合诱变得到1株高产油脂突变菌Asc-2-4-1,油脂含量比出发菌株提高了92.98%。经过初步的培养基无机盐优化,其油脂得率和不饱和脂肪酸产量达到了7.10 g/L和3.84 g/L,与Asc-2-4相比,分别提高了84.42%和77.78%。结果表明,通过复合诱变选育技术可选育出高产突变菌株,选育的Asc-2-4-1可望作为产油微生物被开发利用。     

蝉拟青霉液体发酵条件优化

采用液体发酵蝉拟青霉,对蝉拟青霉的发酵条件进行优化,以提高蝉拟青霉胞外多糖产量及生物量。摇瓶发酵条件下,在单因素基础上设计正交实验确定各因素的最佳组合。优化后得最佳发酵培养基:蔗糖8%,牛肉膏0.75%,酵母膏0.125%,MgSO_4·7H_2O 0.3%,KH_2PO_4 0.2%,麸皮0.5%。该条件下胞外多糖产量为5.96 g/L,生物量为42 g/L,较优化前提高了1倍。采用发酵罐进行扩大培养,对分批发酵时的初糖浓度进行了优化,并分析了补料分批发酵对发酵过程的影响。发酵罐培养时最适初糖浓度为5%,此时生物量最高为38 g/L,多糖含量最高为5.5 g/L;采用补料分批发酵时,多糖产量最高为5.89 g/L,生物量最高为40 g/L,效果优于分批发酵。     

High level expression and purification of active recombinant human interleukin-8 in Pichia pastoris

Human interleukin-8 (hIL-8) is a member of interleukin family which functions as a chemotactic factor as well as an angiogenesis mediator. Previously, a study reported that hIL-8 could be purified from inclusion bodies using a prokaryotic expression system, however, the required re-naturation step limits the recovery of fully active protein. In this study, soluble recombinant hIL-8 was expressed as a secreted protein at high level in Pichia pastoris under the control of AOX1 (alcohol oxidase 1) promoter. A simple purification strategy was established to recover rhIL-8 from the fermentation supernatant. The process includes precipitation with 80% saturation ammonium sulfate and CM Sepharose ion exchange chromatography, yielding 30 mg/L purified rhIL-8 at over 95% purity. The obtained rhIL-8 displays high specific activity, stimulating the migration of mouse neutrophils at concentrations as low as 0.25 ng/mL. Our results demonstrate that P. pastoris expression system is an efficient tool for large-scale manufacture of active recombinant hIL-8 for various applications.     

CRISPR/Cas9编辑大肠杆菌工程菌生产氨基葡萄糖

【背景】氨基葡萄糖(glucosamine, GlcN)及其衍生物N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine,GlcNAc)是合成糖胺聚糖的重要前体物质,在医药、化妆品和保健品领域具有广泛的应用价值。传统的生产方式存在诸多弊端,如环境污染、原料限制、不适于海鲜易过敏人群等问题,因此利用微生物发酵法生产GlcN和GlcNAc越来越受到青睐。【目的】利用微生物发酵生产并提高N-乙酰氨基葡萄糖的产量,探索分子改造及发酵条件优化策略。【方法】以大肠杆菌MG1655为出发菌株,首先利用表达载体共表达大肠杆菌来源的glmS和酿酒酵母来源的gna1,构建GlcNAc的生物合成路径,然后利用CRISPR/Cas9技术敲除GlcNAc的分解代谢与转运途径,以提高GlcNAc的产量,最后结合发酵条件优化使GlcNAc的产量得到进一步提升。【结果】通过分子改造得到一株产GlcNAc菌株RY-5,发酵20 h后GlcNAc的产量达到了2.36 g/L,相较于初始构建的菌株RY-1提高了29倍,进一步对装液量和诱导剂IPTG的添加时间等条件进行发酵优化,GlcNAc产量达到了7.74g/L,与优...     

Hydrogen production conditions from food waste by dark fermentation with Clostridium beijerinckii KCTC 1785

The optimum conditions for biological hydrogen production from food waste by Clostridium beijerinckii KCTC 1875 were investigated. The optimum initial pH and fermentation temperature were 7.0 and 40°C, respectively. When the pH of fermentation was controlled to 5.5, a maximum amount of hydrogen could be obtained. Under these conditions, about 2,737 mL of hydrogen was produced from 50 g COD/L of food waste for 24 h, and the hydrogen content in the biogas was 38%. Hydrogen production rate and yield were about 108 mL/L·h and 128 mL/g COD_degraded, respectively. High concentrations of acetic (< 5,000 mg/L) or butyric acid (< 3,000 mg/L) significantly inhibited hydrogen production.     

不同信号肽对酿酒酵母蔗糖转化酶Suc2分泌表达水平的影响

目前，绝大多数酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）菌株利用菊糖生产乙醇的能力有限，而蔗糖转化酶Suc2是酿酒酵母水解菊糖的关键酶，其分泌水平直接影响酿酒酵母转化菊糖为乙醇的性能。为提高酿酒酵母中蔗糖转化酶Suc2的分泌表达水平，利用生物信息学的分析方法选择出11种不同的分泌信号肽，包括酿酒酵母内源性、其他菌株来源以及已报道序列优化改造的信号肽，将它们融合至Suc2并构建了相应的酿酒酵母BY4741重组菌。其中，酿酒酵母内源分泌信号肽AGA2能使蔗糖转化酶Suc2更有效的分泌，含有信号肽AGA2的重组菌BY-AG的蔗糖酶酶活和菊糖酶酶活相对于含有天然信号肽的原始菌BY-S分别提高42%和26%，其利用菊糖产乙醇能力较原始菌提高了32%，乙醇产量达到78.11 g/L。在使用毕赤酵母（Pichia pastoris）分泌信号肽MSB2时，蔗糖转化酶Suc2的分泌水平也有提高，含有信号肽MSB2的重组菌BY-MS较原始菌BY-S的蔗糖酶酶活和菊糖酶酶活分别提高了80%和74%，同时，利用菊糖产乙醇能力也提高了56%，产量达到86.31 g/L。最后，对重组菌BY-MS摇瓶发酵过程中的生物量、蔗糖酶酶活、残糖总量和乙醇产量进行了监测，结果表明，重组菌BY-MS的发酵性能较原始菌BY-S有显著提高。本研究为提高蔗糖转化酶Suc2的分泌水平、构建高效菊糖基乙醇生产菌株提供参考。