混浊诺卡氏菌固定化细胞在氢气高压状态下由苯丙酮酸和NH_4Cl重复批量生产L-苯丙氨酸

在筛选条件下,被检出的微生物中混浊诺卡氏菌具有最高的由苯丙酮酸生产苯丙氨酸活性。NH_4Cl 同氨基酸一样可用作苯丙氨酸生成的氨基供体。随着氢气压力增加苯丙氨酸产率增加。在含0.3%苯丙氨酸营养肉汤中培养混浊诺卡氏菌细胞,苯丙氨酸脱氢酶活性增加。结果苯丙氨酸产率从0.69增加到4.4μM/分钟/克干细胞。在生产苯丙氨酸前,固定化细胞应先在含 ZnCl_2的营养肉汤中活化。凝胶中的苯丙氨酸脱氢酶活性和细胞数量随保温时间增加而增加,保温36小时苯丙氨酸脱氢酶活性最大。然后用活化了的固定化细胞由苯丙酮酸,NH_4Cl 及100个大气压 H_2来产生苯丙氨酸。苯丙氨酸产率为0.24μM/分钟·cm~3凝胶。苯丙酮酸转化成苯丙氨酸的转化率为82%。固定化细胞重复使用11批,每批反应10小时仍可保留最初苯丙氨酸产率的76%。     

固定化简单节杆菌细胞用于醋酸可的松转化的研究——固定化载体对转化作用的影响

海藻酸钙包埋简单节杆菌细施回收率达89％。将凝胶用磷酸缓冲液溶解后测定活力证明固定化过程对细胞活力没有显著影响,但转化高浓度底物时,有效活力很低。将菌种接八聚丙烯酰胺凝胶后进行培养、活化,制得了高活力的固定化细胞,可用于转化高浓度的底物。测得产物醋酸泼尼松在海藻酸钙和聚丙烯酰胺凝胶中与溶液间的分配系数分别为1．29和 O．69。作者认为产物的亲凝胶性可能是阻碍海藻酸钙凝胶包埋细胞进行转化反应的重要因素。     

固定化细胞有机相催化不对称还原β-羰基酯

将酵母细胞用海藻酸钙包埋后用于有机相催化不对称还原4-氯乙酰乙酸乙酯制备光学活性的4-氯-3-羟基丁酸乙酯,从中筛选得到具有较高立体选择性和还原能力的菌株假丝酵母SW0401,将此菌株的细胞固定化细胞作为研究对象,系统考察了固定化条件、固定化细胞大小、反应溶剂、初始底物浓度、辅助底物、固定化细胞热处理和抑制剂对还原反应的影响。结果表明,上述因素对反应的摩尔转化率和产物（S）-CHBE光学纯度有显著影响。固定化时所用缓冲液的pH值为7．0时和固定化细胞颗粒平均直径为2.5mm较合适,以正己烷为反应介质时反应的摩尔转化率和产物光学纯度最优,初始底物浓度以54.7mmol／L为宜,辅助底物以1-己醇为佳。对固定化细胞的热处理和添加抑制剂烯丙醇均能够明显改善产物的光学纯度,但对提高摩尔转化率有负面影响。     

生物脱硫菌根癌土壤杆菌UP-3的固定化研究

生物脱硫催化剂固定化研究对生物脱硫技术的推广应用具有重要的意义。该文以筛选出的具有脱硫能力的根癌土壤杆菌UP-3为固定化研究对象,二苯并噻吩(DBT)为生物催化脱硫的模型化合物,主要考察了菌株UP-3的培养条件、固定化方法和载体、固定化操作条件和固定化细胞的使用条件。结果表明：以桑特斯培养基在30℃下培养28h的根癌土壤杆菌UP-3具有最佳活性。采用3wt％海藻酸钠水溶液为包埋载体,液菌比为20：1,在4℃下1wt％CaCl2水溶液中固定化24h,得到的固定化细胞脱硫性能最好。在30℃下,反应6d可将浓度为625mg／L的DBT降解60％以上。     

酵母细胞生物转化反式—肉桂酸生产L—苯丙氨酸的研究

据文献调查,搜集了国内可能相关的30株酵母,进行生物转化反式-肉桂酸(t-Ca) 生产L-苯丙氨酸 (L-Phe) 的微生物筛选研究,并对部分菌株生物转化能力,即苯丙氨酸解氨酶 (PAL,EC _(4、3、1、5) 活性水平进行了初步评估。筛选结果是:22株酵母具有转化 t-Ca 生成 L-Phe 的能力,转化率在2—67％范围。选出7株酵母研究在液体培养条件下细胞生长和PAL活性的时间过程关系,PAL 活性范围在 2.3—14.4x10~(-s)u/m g细胞干重。深红酵母 (Rhodotorularubra) AS2.166作为生物转化制备实经菌株,在静止细胞和固定化细胞批式反应条件下,结果获得L-Phe分离产率分别为42.0％,28.7％。     

固定化细胞和酶的工业应用

早在十九世纪初,人们就已利用固定化细胞生产醋酸,二十世纪初固定化细胞又用于废水处理.特别是本世纪六十年代以来,固定化细胞和酶技术的发展十分迅速,并广泛应用于工业生产中,同时还逐步扩展到固定化动植物细胞和藻类,成为生物技术中研究十分活跃的领域.     

微生物活细胞的固定化

随着固定化酶和固定化细胞技术的发展,近年来人们十分注意活细胞的固定化。众所周知,以往利用固定化细胞生产L-天门冬氨酸和L-苹果酸的酶反应都是单一酶催化的,这种细胞是死的,而仅仅细胞内的酶有活性。可     

具有谷氨酸脱羧酶的大肠杆菌固定化细胞

本文研究了用海藻酸钙包埋法制备含谷氨酸脱羧酶固定化细胞的方法以及研究了制备的条件和影响其制备的因素。该法具有包埋细胞活力回收高,方法简便等优点。比较研究了固定化细胞和自然细胞谷氨酸脱羧酶的一些生物化学性质。其中固定化细胞最适pH和pH稳定性增加,最适温度及热稳定性下降;表观米氏常数增大;二价金属离子Zn~(++)、Cu~(++)、Mg~(++)、Fe~(++),Sr~(++)程度不同的抑制酶活性,Ca~(++)激活固定化细胞酶活性,EDTA无抑制作用。对固定化细胞和自然细胞酶活力活化的研究中发现这两种细胞经蒸馏水保温处理后酶活性都上升,且自然细胞酶活的上升较固定化细胞大;而用底物溶液处理后,自然细胞无变化,固定化细胞酶活下降。     

固定化啤酒酵母细胞催化有机硅酮不对称还原

研究了固定化啤酒酵母细胞催化三甲基硅乙酮不对称还原反应,系统探讨了振荡速度、底物浓度、固定化细胞浓度、pH值和反应温度对反应速度、产率和产物光学纯度的影响。结果表明,上述因素对固定化啤酒酵母细胞催化三甲基硅乙酮不对称还原反应均有较显著的影响。振荡速度以150r/min为宜,底物浓度和固定化细胞浓度分别为14mmol/L和0.15g/mL较佳,适宜的pH值为7.3,最佳反应温度为25℃～30℃。在该优化反应条件下,反应最大产率和产物的光学纯度分别高达84.9%和90.2%ee。     

嗜热脂肪芽孢杆菌氨基酰化酶在大肠杆菌中的克隆、表达及细胞固定化研究

将嗜热脂肪芽孢杆菌的氨基酰化酶(amaA)基因克隆到E.coli中进行表达,同时利用渗透交联法固定化E.coli细胞,并对固定化细胞氨基酰化酶进行了温度和pH等理化性质的初步探讨.结果显示amaA基因在E.coli中获得了高效表达,酶活性达1043U/g湿菌体.最佳固定化条件为3%卡拉胶,30%细胞.当以1.25%多乙烯多胺渗透交联固定化细胞10min和0.1%戊二醛硬化处理20min,酶学性质研究表明,酶反应的最适温度为65℃,最适pH为7.0.细胞固定化后仍保留有83%活性,pH稳定范围更广,热稳定性更高,55℃酶活性不损失,4℃保存23d仍保留有固定化时73.6%的酶活性,连续10批次转化酶活性仅损失约20%,预示该固定化E.coli具有良好的操作和保存稳定性.     

利用天然载体固定化活性干酵母细胞的研究

利用天然载体——蛋清固定化市售活性干酵母细胞,再经戊二醛进行共价交联而制备的具有高转化酶活力的新型粒状固定化生物催化剂,菌体包埋量大,活力回收高,机械性能好;特别是固定化生物催化剂经冷冻后,形成了均匀的多孔状颗粒,而酶活力基本不变,机械性能增强之特性．活性干酵母固定化后,其动力学特性表现为：K’m明显增大,热稳定性大大提高．于最适条件下,连续批次搅拌反应达两个月,凝胶颗粒无细胞渗漏,表现出相当稳定的酶活力．     

溶胶凝胶法固定化黑曲霉脂肪酶的性质研究

近年来溶胶-凝胶法固定脂肪酶已成为研究热点。选用TMOS、MTMS、ETMS和PTMS 4种硅烷试剂对黑曲霉脂肪酶进行了固定化研究。固定化的最佳配方为ETMS/TMOS=5：1、水与硅烷试剂分子比为8;固定化脂肪酶的固定率为80.2%、相对活性为136.3%;以乳化橄榄油作为底物,在50℃和pH4.0的条件下,固定化脂肪酶与游离脂肪酶K_m分别为1.899×10^-4M和2.789×10^-4M;最适反应pH均为pH4.0,固定化脂肪酶在pH4.0~pH5.5之间其活性能保持95%以上;固定化脂肪酶最适反应温度为60℃,较游离脂肪酶提高了10℃;固定化脂肪酶的酸碱稳定性和热稳定性较非固定化酶有显著的提高。固定化脂肪酶的使用寿命和保存稳定性良好,使用12次后仍能够保留71.7%活性,在室温避光条件下保存180天后仍可保留79.2%活性。     

固定化大肠杆菌细胞生产Y—氨基丁酸的研究

用海蔑酸钙包埋法将大肠杆菌细胞制成固定化细胞,与1％谷氢酸溶液进行间歇反应,连续搅拌式反应及连续柱式反应生产丫—氨基丁酸。谷氨酸溶液用0．2mol／L醋酸-醋酸钠缓冲液调至pH．4,温度37℃。间歇反应在微生物多用培养箱旋转摇床上120r／mm振荡反应,每批反映6h．100％的谷氨酸可转化为丫—氨基丁酸。连续搅扑式反应在三角瓶反应器中进行,以Gml/h的流速输入底物溶液,输出反应液,转化率达8;％。连续柱式反应在上部膨大、顶端开口的特殊柱反应器中进行,控制流速12ml／h,95％以上的谷氨酸可被转化成Y-氨基丁酸。     

双载体固定化细胞的脱色研究*

将PVA包埋的细菌细胞涂布并固定于作为多孔载体的棉布上,进行染色废水的脱色试验。制备固定化细胞的条件为,细胞浓度20mg湿重/ml,PVA浓度5%,涂布量0.3ml/cm~2,饱阳硼酸液固定12小时,再用含染料的缓冲液活化细胞的脱色能力,可获得脱色能力较好的固定化细胞。在装填固定化细胞的反应柱中,分别用连续和间歇进水两种运行方式进行脱色效率的比较。在20天内,二者脱色率均在90%以上,尔后连续进水方式的脱色率下降,60天后脱色率仅为60%左右,而间歇进水方式仍能达到80%。后者的脱色效果明显高于前者。     

陶瓷载体固定化酵母发酵动力学研究

固定化细胞和固定化酶一样,作为固液两相的非均相催化反应系统,其反应速度无疑受到内外扩散的影响。世界各国的化学工程学者在固定化酶反应动力学方面研究得较多,固定化细胞反应动力学研究虽有些报道,但主要集中在以海藻酸钙为载体的固定化系统,且载体形状为球形颗粒。对于其他材料的不同形状颗粒载体的固定化细胞动力学研究报道较少。陶瓷作为固定化细胞载体是我们研究的一种固定化细胞的新型载体,在机械强度,孔径大小,细胞与之结合牢固度及其稳定活性,再生性能方面有其特有的优越性^[10]。为了给在生产实践中使用这种新型载体提供理论依据,本文采用球型陶瓷和拉西环陶瓷为载体固定化酵母,对它们的发酵动力学进行了比较研究。     

固定化酶的微环境效应Ⅰ——最适pH的移动

以葡聚糖为载体,在葡聚糖上引入了不同量的羧甲基,采用CNBr法活化葡聚糖上剩余的羟基,使之与葡萄糖淀粉酶(GA)共价结合,从而观察载体羧甲基定量变化对固定化葡萄糖淀粉酶pH——活性曲线的影响。分别使用了两种不同孔度的葡聚糖(SephadxG100、G200)作为载体,首次发现在载体带有离子基因的情况下,载体的孔度变化对固定化酶的pH——活性曲线影响极大,甚至可以完全消除载体静电荷对此带来的影响。这些结果表明:固定化酶的微环境不仅与载体的静电势有关,也与载体分子空间结构的疏密程度有关。本文对固定化葡萄糖淀粉酶(IGA)的热稳定性也作了评价。     

离子液体对固定化Saccharomyces cerevisiae细胞催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应的影响

对比研究了C4MIm.BF4-缓冲液混合体系和缓冲液单相体系中固定化面包酵母Saccharomyces cerevisiae细胞催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应的特性,系统探讨了离子液体C4MIm.BF4对该反应的初速度、最大转化率和产物对映体纯度的影响规律。在各自最优的反应条件下,固定化面包酵母细胞在缓冲液单相体系中催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应的初速度、最大转化率及产物e.e.值分别为84.8 mmol/(L.h)、99.2%和≥99.9%;而在C4MIm.BF4-缓冲液混合体系中,该反应的初速度、最大转化率及产物e.e.值分别为87.0 mmol/(L.h)、99.0%和≥99.9%。离子液体的存在,提高了固定化面包酵母细胞催化该反应的速度,但降低了固定化酵母细胞的操作稳定性。     

三乙醇胺基强碱性聚苯乙烯树脂共价固定胰酶的研究

用多孔强碱型三乙醇胺基聚苯乙烯阴离子交换树脂做为载体,用CNBr与载体上的多羟基作用共价偶联了胰酶。红外光谱表明:其共价偶联反应机理与用CNBr活化多糖类载体并接酶的机理相类似。最适偶联条件研究表明:CNBr用量增多,酶蛋白载量增加。但比活下降。偶联pH为10时,固定化酶有适宜的载量和较高的比活。由于胰酶水解蛋白反应释放出H~+质子,这些质子在载体内积累,使微环境内H~+质子浓度增加,进而使得固定化胰酶的pH—活性曲线在pH9～11范围内未出现下降。在变温和60℃恒温下对固定化酶的热稳定性测试表明:固相酶的热稳定性比天然酶的热稳定性有所提高。     

改性壳聚糖固定化脂肪酶的研究

以化学改性后的壳聚糖为载体固定假丝酵母99-125脂肪酶,研究了不同的活化剂对壳聚糖表面羟基基团的活化程度,及以活化后壳聚糖为载体采用不同固定化方法对假丝酵母脂肪酶固定效果的影响。结果表明1-乙基-3-(3-甲基氨基)丙基碳二亚胺可有效的活化壳聚糖表面羟基,活化后的壳聚糖表面氨基与戊二醛偶联后形成的壳聚糖为良好的脂肪酶固定化载体,其固定脂肪酶的水解活力可高达86.8U/g。此外,还对影响固定化进程中的各种因素进行了研究,确定最优条件,比较了固定化前后酶的热稳定性、有机溶剂稳定性及最适反应温度。并考察了该固定化脂肪酶催化合成棕榈酸十六酯的操作稳定性,结果表明,连续反应16批之后棕榈酸十六酯的转化率仍能达到85%以上。     

活性炭吸附固定化粪产碱杆菌青霉素G酰化酶

目的：以活性炭为载体固定化粪产碱杆菌来源的青霉素G酰化酶,考察固定化酶的性质。方法：对影响酶固定化的因素优化筛选,确定有显著影响的因素：pH、离子强度、酶量、固定化时间进行L934的正交实验,获得最佳固定化条件,并对固定化酶的最适反应温度、pH及批次稳定性进行研究。结果：最佳固定化条件为：载体0.3g,酶量5mL,总反应体系为12mL,离子强度1mol/L,温度4℃,pH 7.0,固定化40h;最高固定化酶活性为135.9U/g湿载体。固定化酶性最适反应温度为55℃,最适pH为10,重复使用12次后没有活性损失。结论：活性炭吸附固定化青霉素G酰化酶的活性高,批次反应稳定,具有工业应用潜力。