羰基还原酶产生菌Candida ontarioensis制备(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇

从实验室保藏的菌株中筛选获得Candida sp.PT2A,并通过18S rRNA鉴定为安大略假单胞菌Candida on-tarioensis。对C.ontarioensis不对称还原合成(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇的发酵产酶条件和转化条件进行优化,确定了最适的发酵产酶条件和转化条件:温度30℃,初始pH 6.5,摇床转速180 r/min,菌体质量浓度200 g/L。采用2-氯-1-(3-氯苯基)乙酮质量浓度为10 g/L时,还原反应72 h,(R)-2-氯-1-(3-氯苯基)乙醇的e.e.值为99.9%,产率为99%;底物质量浓度提高至30 g/L时,产率下降为84.3%。采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对C.ontarioensis细胞进行通透性处理(CTAB g/L,4℃下处理20 min),在30 g/L底物下反应24 h,产物的e.e.和产率分别达到99.9%和97.5%。     

对羟基苯乙腈水合酶高产菌株的选育

从全省各处采集的50多份土样筛选到一株产腈水合酶能力较高的菌株E10a,该菌株产生的腈水合酶为非诱导酶,产酶条件优化实验结果表明,产酶培养基组成:麦芽糖20 g/L,酵母膏5 g/L,尿素7.5 g/L,味精0.75 g/L,K2HPO40.5 g/L,KH2PO40.5 g/L,MgSO40.5 g/L,FeSO4.7H2O 10 mg/L,CoCl210 mg/L,微量元素母液0.8 ml/L;最佳培养条件为:培养温度28℃,摇床转速150 r/min,培养基起始pH 7.0,培养时间5 d,在优化培养条件下,1 h可将1 g/L质量浓度的底物对羟基苯乙腈全部转化为对羟基苯乙酰胺。     

赭曲霉的高密度培养对坎利酮转化的影响

目的:研究赭曲霉高密度培养的发酵培养基及条件,实现坎利酮的高转化.方法:选取廉价易得的培养基成分并进行优化,同时对发酵条件进行优化,得到了最优发酵培养基配方及培养条件.结果:发酵培养基最优配方为:葡萄糖20g/L,玉米浆20g/L,酵母膏20g/L,K2HPO4 2.5g/L.种子液最佳培养时间为24h,发酵培养基初始pH 5.8,接种量为8%,装液量200mL/1000mL,摇床转速为180 r/min,28℃,底物投料时间24h,发酵结束时间72 h.结论:将该工艺在7L发酵罐中放大,菌体密度达到25.36g/L,11α羟基坎利酮的转化率为86.1%.     

酿酒酵母S.cerevisiae高密度培养条件优化研究

考察了培养基组成和培养条件对酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae发酵的影响。以TB培养基为初始培养基,通过正交实验设计优化培养基组成,确定了影响酵母细胞产量最主要的因素是葡萄糖,最适培养基组成为:酪蛋白胨15 g/L,酵母粉25 g/L,葡萄糖30 g/L,KH2PO42.4g/L,K2HPO4.3H2O 16.34 g/L。并确定了最佳培养条件:温度30℃,转速150 r/min。采用优化培养基及培养条件下进行发酵,菌液最高OD600值和细胞密度分别达15.82和2.03×108/mL,比优化前分别提高24.2%和22.0%。     

新月弯孢霉对重楼皂苷发酵条件的优化

目的:利用新月弯孢霉对重楼皂苷的转化条件进行优化.方法:采用新月弯孢霉(Curvularia lunata)ATCC3.4381,利用单因素实验对其发酵条件进行优化.采用Plackett-Burman(P-B)方法筛选出对转化率有重要影响的4个因素(蔗糖、酵母膏、(NH4)2SO4和玉米浆的添加量),并采用响应面试验设计(RSM)对重要因素进行优化.结果:最适的培养基条件为:即蔗糖浓度为7.847g/L;酵母膏的浓度为1.969g/L;硫酸铵的浓度为4.824g/L;玉米浆的浓度为11.81g/L.结论:优化后其转化能力得到了明显的提高,转化率为76.80%,并且与拟合值77.18%接近.     

大球盖菇产胞外多糖液体优化培养条件初探

以菌丝生物量及胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)含量为指标对大球盖菇产胞外多糖液体培养基组成和发酵条件进行了优化。结果表明,最适碳源是麦芽糖,最适氮源是酵母膏,正交试验确定最佳培养基组成为马铃薯150 g/L,麦芽糖20 g/L,酵母膏1 g/L,KH2PO41 g/L,MgSO4.7H2O 2.5 g/L。最佳发酵条件为28℃,摇床转速160 r/min,起始pH值6.5,装液量100 mL/250 mL、接种量10%,发酵时间6 d。在此条件下,大球盖菇菌丝生物量及EPS含量分别比对照增加了31.8%和51.6%。     

产朊假丝酵母全细胞转化合成谷胱甘肽的营养条件

为了进一步提高产朊假丝酵母全细胞转化生物合成谷胱甘肽(GSH)的能力,利用响应面分析方法对酵母培养的发酵培养基进行优化。在单因素实验的基础上,通过Plackett-Burman设计筛选出显著影响GSH转化力的2个主要因素:葡萄糖和KH2PO4。采用最陡爬坡试验和响应面设计预测了葡萄糖和KH2PO4的最佳质量浓度分别为58.5和17.2 g/L。验证实验结果表明,在该优化培养基条件下,酵母细胞的GSH转化力为1.54 mg/(g·h),比优化前提高了1倍。该结果为类似的采用全细胞转化法高效合成有用化学品的研究与开发提供了可行的优化思路。     

Response surface methodology for optimization of Mucor fermentation medium

采用响应面分析方法优化毛霉菌B的发酵培养基,首先通过单因素试验筛选出葡萄糖为最适碳源,酵母膏和玉米浆为最适氮源,用Plackett-Burman试验对葡萄糖、酵母膏、玉米浆、MgSO4、FeSO4、NH4Cl、K2 HPO4进行评估并筛选出具有显著效应的3个因素:葡萄糖、酵母膏、玉米浆,再通过最陡爬坡试验逼近其最大响应区域,最后采用Box-Behnken试验对其用量进行优化,得到毛霉菌最佳发酵培养基(g/L):葡萄糖51.54,酵母膏5.22,玉米浆14.31,MgSO4 0.5,FeSO40.1,NH4Cl3,K2HPO43,pH 6.0～6.5.培养基优化后,毛霉生物量由23.51 g/L提高至31.13g/L,比对照组提高32.41％,腺嘌呤转化率由53.59％提高至59.97％,ATP产率由6.56 g/L提高至7.34g/L,比对照组提高11.89％.     

“一锅双酶”法制备L-天冬氨酸的工艺条件优化

L-天冬氨酸作为一种大宗氨基酸产品,在医药、食品和化工等方面有着广泛的用途。笔者所在实验室成员前期已经构建1株含有顺丁烯二酸异构酶与L-天冬氨酸氨基裂解酶、且可直接将顺丁烯二酸铵转化成L-天冬氨酸铵的工程菌,对其培养基、发酵条件以及制备条件进行优化。得到的优化发酵培养基:蛋白胨20 g/L,酵母浸粉5g/L,Na Cl 1.45 g/L,富马酸10 g/L,NH4NO38 g/L,乳糖6 g/L,氨水调节pH至7.5。最佳发酵培养条件:发酵罐的转速150 r/min,通气量1.5 L/min,最佳的接种量0.5%(体积分数)。通过发酵罐对优化后的培养基进行扩大培养,得出1 L发酵液可以转化1 kg顺丁烯二酸铵,优化后相同培养体积的菌体转化的底物量提高了1倍。为实现"一锅双酶"法制备L-天冬氨酸工艺的规模放大奠定了基础。     

高浓度糖发酵制备乙醇

以树干毕赤酵母为发酵菌株,混合糖（木糖、葡萄糖）为发酵底物,通过培养基和培养条件的改变来确定树干毕赤酵母高糖浓度发酵时所需的条件。研究结果表明：在24h发酵周期内初始木糖质量浓度为63．0g／L较适宜;在36h发酵周期内初始木糖质量浓度为72．0g/L较适宜。24h发酵周期内,在36．0g／L木糖中添加的葡萄糖质量浓度以54．0g/L为最佳,发酵结束乙醇质量浓度达32．9g／L;36h发酵周期内,添加的葡萄糖质量浓度以72．0g／L为最佳,发酵结束乙醇质量浓度为36．9g／L。以（NH4）2SO4为N源时较适合戊糖发酵制备乙醇,（NH2）2SO4的最佳质量浓度为1．1g／L。发酵前8h摇床转速为90r／min,后16h为150r／min,乙醇质量浓度较高,可达17．5g/L。     

生物转化合成苯乳酸工程菌的培养条件优化

本研究旨在优化重组大肠杆菌Escherichia coli BL21 (DE3) harboring pRSF-aad-ldh10-fdh菌株的培养条件,获得高密的供生物转化苯丙氨酸为苯乳酸的细胞。实验考察了摇瓶发酵培养基碳源、氮源种类和浓度,3 L发酵罐中转速和通气量及恒速补料、DO-stat和pH-stat等不同分批补料策略对菌体密度的影响。结果表明,当碳源为4 g/L葡萄糖,氮源为24 g/L安琪酵母浸粉FM802,细胞干重最大可达9.24 g/L;当转速为400 r/min和通气量为1.5 vvm时,细胞干重最大可达10.18 g/L;以4 g/(L·h)恒速流加葡萄糖时,细胞干重最大可达13.71 g/L。本研究还对工程菌酶表达的诱导条件进行了优化,菌体培养2 h后,添加终浓度为0.08 mmol/L IPTG诱导剂,在25℃下诱导培养14 h所得细胞有利于生物转化。底物苯丙氨酸浓度为60 g/L,转化为苯丙酮酸的转化率为50.2%,转化为苯乳酸的转化率为35.2%。     

一株蟾毒灵转化菌株的筛选鉴定与转化条件优化

【背景】微生物转化是对天然产物进行结构修饰的重要手段,具有催化反应快、选择性强、反应条件易控制和污染小等特点。许多微生物能够对蟾毒配基类化合物进行生物转化,在不同位置进行结构修饰,并且产生毒性减弱的活性衍生物。【目的】筛选蟾毒灵生物转化菌株,以期发现活性更好、毒性降低的化合物。【方法】利用蟾毒灵为底物筛选其生物转化菌株,通过HPLC (High performance liquid chromatography)/LC-MS (Liquid chromatograph-mass spectrometer)鉴定转化产物;对可生物转化蟾毒灵的菌株进行菌落形态观察和分子生物学鉴定,并优化发酵条件提高转化率,同时测试该菌株对其他甾体化合物的转化作用。【结果】筛选获得一株蟾毒灵转化菌,经形态学与ITS (Internal transcribed spacer)分析鉴定为Naganishia属菌,转化产物为3-去氢蟾毒灵。该菌株生物转化的培养基最适底物浓度为8 mg/L,最适初始pH值为6.5,最佳接种量为3%,最佳转化时间为96 h,最终转化率为48.3%。该菌株可将雌酮E1转化为雌二醇E2,也可将雌二醇E2逆向转化为E1。【结论】首次发现Naganishia属菌株对甾体类化合物具有转化活性,其产生的弱细胞毒性的转化产物3-去氢蟾毒灵有望成为高效、安全的强心药物。微生物转化法选择性高、反应条件温和、操作简单,为大量制备活性化合物3-去氢蟾毒灵提供了一条简便易行的道路,也为更多甾体化合物结构修饰提供了可能。     

睾酮转化菌的筛选及发酵条件优化

采用亚硝基胍(NTG)对主产雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)的菌株YHT-1进行诱变,获得了一株睾酮(TS)产量较高的菌株YHT-103。通过对发酵条件及发酵培养基的优化,获得最佳培养条件为转化培养基:葡萄糖15 g/L,硝酸铵4g/L,MgSO40.5g/L,K2HPO40.5g/L,植物甾醇2g/L,tween80 6g/L,pH值6.5。种子培养时间30h,接种量10%,培养温度28℃。最佳转化条件下,获得最高TS转化率为46.20%。     

冻融产氨棒杆菌细胞转化法制备三磷酸腺苷

微生物发酵和酶转化法是工业上制备三磷酸腺苷(ATP)的有效途径。以腺嘌呤为关键底物,用冻融通透化处理的产氨棒杆菌细胞转化制备ATP,用高效液相色谱(HPLC)法检测ATP含量,考察各种转化条件对ATP产率的影响,确定最优转化条件:菌体用量40 g/L,底物6 g/L,葡萄糖60 g/L,Mg SO415 mmol/L,KH2PO4120 mmol/L,反应液p H 7.4,反应温度35℃。在最优转化条件下,ATP产率达到85.00%,比优化前提高了58%,细胞用量大幅度降低,优化条件稳定可行。     

短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus) WHK4以羽毛粉为底物产蛋白酶条件的优化

探索Bacillus pumilusWHK4以羽毛粉为底物产酶的最佳条件和最佳培养基组成。以羽毛粉发酵培养基为基础,首先采用单因子试验考察底物浓度、初始pH、接种量、外加碳源、外加氮源对WHK4产酶活力的影响。在单因子试验的基础上采用正交试验设计对底物浓度、温度、初始pH、接种量、外加(NH4)2SO4、外加麦芽糖进行优化。结果显示:Bacillus pumilusWHK4最佳的产酶条件为初始pH7.38,菌龄16 h,接种量5%,37℃。最佳的培养基组成为:1 L基础发酵培养基,40.0 g羽毛粉,10.0 g(NH4)2SO4和10.0 g麦芽糖。在优化的条件下Bacillus pumilusWHK4 24 h产蛋白酶活力为每毫升90 U。对培养条件和培养基的优化为Bacillus pumilusWHK4产蛋白酶的分离纯化奠定了基础。     

化学-酶法制备L-高苯丙氨酸

以苯丙酸乙酯为原料,通过正交设计优化2-氧4-苯基丁酸盐的制备条件：苯丙酸乙酯与草酸二乙酯摩尔比为1：3,缩合反应时间为2．5h,H2SO4质量分数为20％,水解反应时间为15h,优化条件下2-氧-4-苯基丁酸盐的产率为68．24％。随后,利用E．coli A5所产的天冬氨酸转氨酶为生物催化剂制备L-高笨丙氨酸。酶转化反应的最适条件为：游离细胞体系pH、温度、底物质量浓度和细胞质量浓度分别为8．5、37℃、20g/L和30g／L;而固定化细胞体系则分别为7．0—9．0、40℃、10g／L和30g/L。采用廉价的L-谷氨酸（L—Glu）作为氨基供体,添加表面活性剂有利于提高L-HPA产率。通过研究固定化细胞转化反应进程,结果发现8h内90％的底物可转化为L—HPA。     

球孢白僵菌固定化生物转化合成D-HPPA

[目的]利用球孢白僵菌进行固定化生物转化,将底物R-(+)-2-苯氧基丙酸(D-PPA)转化合成产物R-(+)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸(D-HPPA)。[方法]利用海藻酸钠和聚乙烯醇对球孢白僵菌进行包埋处理,并对包埋条件进行累积优化。[结果]4%海藻酸钠和4. 5%聚乙烯醇混合后,再加入2. 5%的氯化钙作为交联剂交联8 h。在此包埋条件下制备的白僵菌凝胶珠,置于30 g/L的D-PPA进行固定化生物转化。反应5 d后,产物浓度最终为29. 9 g/L,平均生产强度为5. 98 g/(L·d),底物转化率为99. 7%。[结论]海藻酸钠和聚乙烯醇可用于白僵菌的固定化,且较游离菌体的生物转化的反应周期缩短28. 6%,平均生产强度增加64. 7%,底物转化率提高17. 7%。     

响应面法优化短短芽胞杆菌ch2-22的发酵工艺

在摇瓶发酵条件下,优化提高短短芽胞杆菌ch2-22芽胞浓度和抑菌活性的发酵培养基和培养条件。首先在单因素试验基础上进行响应面设计对ch2-22的发酵培养基进行优化,然后使用单因素试验方法确定最佳发酵条件,得到优化发酵培养基为淀粉35.05 g/L,豆饼粉26.08 g/L,蔗糖10 g/L,鱼粉5 g/L,Na Cl 1 g/L,Mg SO40.3 g/L,(NH4)2SO43 g/L,Mn SO40.1 g/L,K2HPO43 g/L,酵母膏1 g/L,Ca CO32 g/L。培养条件为温度32℃,转速180 r/min,装液量100 m L/500 m L,接种量4%,初始pH为7.0,发酵时间45 h。优化后的芽胞数量达到8.1×109cfu/m L,与优化前的芽胞数量(1.6×109cfu/m L)相比,提高了3.7倍,优化后发酵液效价达到3 350 IU/m L,提高了109%,高于同类菌株的2 000 IU/m L。     

疏水离子液体中生物不对称还原制备手性醇

针对近平滑假丝酵母全细胞不对称还原2-羟基苯乙酮制备光学纯(R)-苯基乙二醇反应中底物的质量浓度、产量及质量平衡低的问题,运用多相萃取生物转化的原理,比较不同非水介质对不对称还原反应效率的影响,构建具有良好生物相容性和高质量平衡的水/疏水离子液体1-丁基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐([BEIM]PF6)双相反应体系。考察该体系下辅助底物种类、辅助底物用量、底物质量浓度、催化剂用量、离子液体比例、p H和反应温度对生物催化反应的影响,通过正交试验设计和响应面法优化不对称还原2-羟基苯乙酮的反应条件,在最优反应条件下,产物质量浓度、产率和质量平衡得率分别达到15.35 g/L、76.8%和84.3%,产物的对映消旋值(e.e.值)大于99.9%。     

利用产脂肪酶B的毕赤酵母工程菌生物拆分制备西司他丁关键手性中间体的体系优化

S-(+)-2,2-二甲基环丙烷甲酸(S-(+)-DMCPA)是合成西司他丁的关键手性中间体。构建的毕赤酵母工程菌生产的脂肪酶可高选择性催化外消旋2,2-二甲基环丙烷甲酸乙酯(DMCPE)不对称水解制备S-(+)-DMCPA。对该工程菌产胞外脂肪酶的产酶条件及生物拆分反应条件进行优化,以提高其催化效率。优化获得重组毕赤酵母最佳产酶条件:采用BMMY培养基,培养基初始p H 8.0,500 m L摇瓶装50 m L培养基,每隔4 h向培养基中补加终体积分数为1%的甲醇。培养192 h后,发酵液中脂肪酶比酶活为4.41 U/L,较优化前提高了90.9%。利用含脂肪酶的发酵上清液进行DMCPE的生物拆分反应,底物浓度为15 mmol/L,30℃反应36 h,S-(+)-DMCPA的产率可达43.8%,e.e.值为99.8%。