米根霉乙醇脱氢酶(ADH)突变菌株的诱变选育

米根霉发酵生产L-乳酸过程中,由于丙酮酸在丙酮酸脱羧酶、乙醇脱氢酶(ADH)催化下生成乙醇,使得丙酮酸向乳酸转化的流量减少。采用亚硝基胍(NTG)诱变米根霉AS3．3462孢子液,诱变剂量为0．15 mg/ mL时,致死率为70%～80%。在含丙烯醇的YPD筛选培养基上筛选获得两株ADH活力降低的突变株mut-1和mut-2,检测突变株mut-1和mut-2的最大ADH活力分别为35．67和43．09U/mL,是原始菌株的41．63%和50．29%。发酵72h后,原始菌株的乙醇与乳酸浓度分别为28．9g/L和40．31g/L,而mut-1和mut-2突变株的乙醇产量分别为4．87g/L和6．56g/L,乳酸产量为54．45g/L和44．07g/L。在相同的发酵条件下,米根霉ADH突变株mut-1和mut-2对还原糖的利用速率高于出发菌株,其生物量积累亦高于出发菌株。     

质子自杀法选育克雷伯氏菌产乳酸突变株

以产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca) M5al为出发菌株, 经亚硝基胍诱变处理, 运用质子自杀法选育, 从含0.17 mol/L NaBr-NaBrO3的初筛平板上选出44个具有稳定遗传性的单菌落, 然后结合培养基优化后的摇瓶发酵复筛, 获得3个产乳酸突变株, 其乳酸脱氢酶活性分别为出发菌株的50.6%、58.8%、61.3%。对其中乳酸脱氢酶活性最低的菌株在5 L自动发酵罐上进行批式发酵, 结果显示: 突变株乳酸产量大幅降低, 而乙酸、1,3-丙二醇的产量则显著增加。     

硫酸锌(ZnSO4)对米根霉发酵产乳酸的影响

[目的]为了了解无机盐与米根霉L-乳酸代谢之间的关系,提高米根霉菌株RLC41-6发酵产L-乳酸的产率与质量,研究了ZnSO4浓度与菌株乳酸代谢和细胞内乳酸脱氢酶活性的关系.[方法]在米根霉培养基中加入不同浓度ZnSO4,经过36℃培养36 h后,应用HPLC-反相色谱法测定产物中的L-乳酸含量,并利用活性PAGE分析法测定细胞内乳酸脱氢酶的活性和组成.[结果]实验结果显示,ZnSO4对除LDH1之外的其它几条同工酶都有促进作用,尤其对LDH4,LDH5作用明显,当ZnSO4浓度大于0.02％时,LDH4,LDH5达到最大水平,同时高浓度的锌离子在体外抑制了LDH的活性.当ZnSO4浓度为0.02％时LDH酶活达到最大200 U/mL,HPLC图谱表明,此时发酵产物的只有L-乳酸,且产量达到最大137g/L,乳酸转化率为91％.[结论]Zn+会影响米根霉的乳酸代谢过程,并导致发酵过程中产物类型的变化,合适浓度的ZnSO4在米根霉代谢产乳酸的过程中,提高了乳酸脱氢酶LDH的表达,抑制丙酮酸进入苹果酸和富马酸途径,从而有利于提高葡萄糖到乳酸的代谢.     

积累L-苹果酸的米根霉突变株酶活性初探

对富马酸产生菌株—米根霉ME-F10进行诱变育种的过程中, 得到一株性能稳定的高效积累L-苹果酸的突变株ME-M15。该菌株发酵96 h平均L-苹果酸产量达16.3 g/L, 较出发菌株L-苹果酸积累量平均提高3倍, 而富马酸和乙醇的积累量大幅下降。对突变株代谢途径关键酶活研究表明, 突变株富马酸酶胞质途径同功酶和乙醇脱氢酶活力较之出发菌株酶活力明显减弱, 而丙酮酸羧化酶活力无明显差别。     

pH对Themoanaerobacterium calidifontis Rx1乙醇发酵代谢的影响

Themoanaerobacterium calidifontis Rx1是一株能降解半纤维素发酵乙醇的高温厌氧菌。本研究以Rx1和其乙酸激酶基因(ack)敲除的突变菌株Rx1△ack作为研究对象,研究了不同pH值条件对两种菌株生长与代谢的影响,并通过测定碳中心代谢关键酶的表达量与酶活性分析了pH的代谢调控机制。结果表明,与自然pH相比,控制pH能够改变两种菌株的代谢产物分布;当控制pH值为7.0时,Rx1和Rx1△ack的乳酸产量分别下降了85.7%和89.9%,而乙醇产量分别提高了60%和69%;Rx1和Rx1△ack乙酸产量的变化趋势不同。与自然pH相比,控制p H时,Rx1和Rx1△ack的丙酮酸激酶(PK)基因表达量和酶活性都有所提高;野生型菌株的乙酸激酶(ACK)活性下降11%,而突变菌株基因表达量显著提高,酶活性只有野生型的25%,且与自然pH条件相比,有提高的的趋势;野生型菌株乙醇代谢途径中乙醇脱氢酶(ADH)活性显著下调;研究发现pH对Rx1和Rx1△ack乳酸代谢途径中乳酸脱氢酶(LDH)影响十分显著,在弱碱或中性条件下,其活性还不足酸性条件下的一半。Rx1和Rx1△ack在控制pH条件下乳酸产量下降,同时伴随乳酸生成途径的还原力(即NAD(P)H)积累,而乙醇生成途径可将积累的NAD(P)H氧化成NAD(P)+,这可能是控制pH条件下乙醇产量提高的原因。     

肌酸对游泳大鼠乳酸、糖原含量和乳酸脱氢酶活性的影响

为探讨肌酸对提高大鼠运动能力的作用 ,观察了肌酸对游泳大鼠血清、心肌和骨骼肌乳酸、糖原含量和乳酸脱氢酶 (LDH)活性的影响。实验用雄性wistar大鼠 2 4只 ,随机分为正常组、游泳对照组和游泳补充肌酸组。两个游泳组每天游泳训练 1h,9天后 ,游泳 4h ,测定血清、心肌和骨骼肌乳酸水平 ,测定血清和骨骼肌乳酸脱氢酶活性以及心肌与骨骼肌糖原含量。结果显示 :肌酸可抑制游泳运动后大鼠血清、心肌和骨骼肌乳酸浓度以及血清LDH活性的升高幅度 ,抑制心肌和骨骼肌糖原含量及骨骼肌LDH活力的下降。以上结果表明 ,肌酸可改善运动后机体乳酸和糖原的代谢 ,降低运动性疲劳 ,提高大鼠的运动能力     

紫红链霉菌对钉螺酶组织化学的影响

为研究紫红链霉菌灭螺作用的机理,将钉螺分别浸泡于紫红链霉菌培养液(含菌4×106/ml)及去氯水、培养基中36h后,用酶组织化学方法显示各组钉螺肝脏、中枢神经节、头足部及鳃的Mg2 激活的三磷酸腺苷酶(Mg2 ATPase)、胆碱脂酶(ChE)、一氧化氮合酶(NOS)、乳酸脱氢酶(LDH)、琥珀酸脱氢酶(SDH)并观察其变化。结果显示:菌液浸泡组钉螺的Mg2 ATPase活性在肝脏、中枢神经节、头足部及鳃部均明显减弱或完全失活,LDH在中枢神经节、头足部也有一定程度减弱,ChE、NOS、SDH在肝脏、中枢神经节、头足部及鳃部与去氯水组无明显差异;培养基组与去氯水组钉螺相应部位的Mg2 ATPase、ChE、NOS、LDH、SDH活性一致。结果提示:紫红链霉菌的灭螺作用机理主要在于破坏钉螺体内Mg2 ATPase和LDH活性,使ATP生成和利用障碍,最终因能量缺乏而丧失生命功能直至死亡     

伊犁黑蜂蜂胶对不同状态下变形链球菌乳酸脱氢酶及其相关基因影响的实验研究

目的目的通过新疆伊犁黑蜂蜂胶乙醇提取物(Ethanol Extract of Propolis,EEP)对不同状态下变形链球菌乳酸脱氢酶活性及其相关基因表达影响的作用,研究伊犁黑蜂蜂胶抑制变形链球菌产酸的原因并探讨其可能的防龋机制。方法 (1)分别培养浮游状态与生物膜状态下生长的变形链球菌,根据实验分组用含梯度浓度EEP的BHI培养基、50 mg/L氟化钠的BHI培养基作用18 h,通过还原性辅酶I氧化法测定乳酸脱氢酶活性。(2)分别培养浮游状态与生物膜状态下生长变形链球菌,根据实验分组用含梯度浓度EEP的BHI培养基、含50 mg/L氟化钠的BHI培养基作用18 h,反转录-实时荧光定量PCR(RTq PCR)法测定各组乳酸脱氢酶编码基因ldh表达情况。结果 (1)在浮游状态与生物膜状态下,EEP组和Na F组乳酸脱氢酶活性均有降低,差异具有统计学意义(P0.05)。(2)浮游状态时,实验组组和阳性对照组ldh表达明显受到抑制(P0.05);生物膜状态下,实验组在1 MBEC、1/2 MBEC、1/4 MBEC浓度时ldh表达受到抑制(P0.05),Na F组ldh表达差异没有统计学意义(P0.05)。结论伊犁黑蜂蜂胶能够抑制浮游状态与生物膜状态下变形链球菌乳酸脱氢酶活性及其编码基因ldh表达,来抑制细菌产酸,伊犁黑蜂蜂胶可能是通过此途径抑制变形链球菌产酸,从而达到防龋的效果。     

重金属铅对鲫鱼乳酸脱氢酶和过氧化氢酶活性的影响

在实验室条件下,采用毒性实验方法研究不同浓度重金属铅(Pb2 )对鲫鱼血清乳酸脱氢酶(LDH)和血液过氧化氢酶(CAT)活性的影响.研究结果表明,随着金属离子铅浓度的增高血清中乳酸脱氢酶和过氧化氢酶活性下降,但两种酶对铅离子影响的敏感程度不同.影响LDH活性的最低铅离子浓度为0.1mmol/L,而CAT为0.5mmol/L,当Pb2 浓度为1mmol/L时,LDH活性降至10%左右,而CAT仅下降50%左右.对重金属离子浓度与酶活性的定性和定量分析为有效监控鱼类生存环境提供了有价值的参考资料.     

淹水对两种甜樱桃砧木根系无氧呼吸酶及发酵产物的影响

以美早/东北山樱桃、美早/马哈利为试材,研究了淹水过程中两种甜樱桃砧木生长根、褐色木质根中无氧呼吸酶——丙酮酸脱羧酶(PDC)、乙醇脱氢酶(ADH)和乳酸脱氢酶(LDH)活性及褐色木质根的发酵产物——乙醛、乙醇和乳酸含量变化,结果表明:两类根系PDC、LDH活性均呈先升后降趋势,ADH活性变化在生长根中亦先升后降,而在褐色木质根中为上升趋势,三种酶活性变化幅度表现为生长根大于褐色木质根;美早/东北山樱桃两类根系中ADH和LDH活性增加幅度大于美早/马哈利,PDC则相反;两种砧木褐色木质根乙醛、乙醇含量呈升高趋势,乳酸含量先升后降;最终美早/东北山樱桃褐色木质根中乙醛含量低于美早/马哈利,乙醇含量则相反,而乳酸含量前者较早达峰值且高于后者峰值。     

Lactic acid production by <Emphasis Type="Italic">Saccharomyces cerevisiae</Emphasis> expressing a <Emphasis Type="Italic">Rhizopus oryzae</Emphasis> lactate dehydrogenase gene

This work demonstrates the first example of a fungal lactate dehydrogenase (LDH) expressed in yeast. A L(+)-LDH gene, ldhA, from the filamentous fungus Rhizopus oryzae was modified to be expressed under control of the Saccharomyces cerevisiae adh1 promoter and terminator and then placed in a 2μ-containing yeast-replicating plasmid. The resulting construct, pLdhA68X, was transformed and tested by fermentation analyses in haploid and diploid yeast containing similar genetic backgrounds. Both recombinant strains utilized 92 g glucose/l in approximately 30 h. The diploid isolate accumulated approximately 40% more lactic acid with a final concentration of 38 g lactic acid/l and a yield of 0.44 g lactic acid/g glucose. The optimal pH for lactic acid production by the diploid strain was pH 5. LDH activity in this strain remained relatively constant at 1.5 units/mg protein throughout the fermentation. The majority of carbon was still diverted to the ethanol fermentation pathway, as indicated by ethanol yields between 0.25–0.33 g/g glucose. S. cerevisiae mutants impaired in ethanol production were transformed with pLdhA68X in an attempt to increase the lactic acid yield by minimizing the conversion of pyruvate to ethanol. Mutants with diminished pyruvate decarboxylase activity and mutants with disrupted alcohol dehydrogenase activity did result in transformants with diminished ethanol production. However, the efficiency of lactic acid production also decreased. Electronic Publication     

离子注入选育高产L-乳酸的米根霉突变株及其发酵特性研究

通过氮离子注入获得米根霉突变株RQ4012,其利用木糖的能力比出发菌株提高了1.6倍;通过多次传代,证明其具有良好的遗传稳定性。试验测定菌株RQ4012发酵木糖生产L-乳酸的最佳发酵条件:木糖10%,生理盐水浸泡孢子9 h,(NH4)2SO43 g/L,接种量4%,CaCO3添加量6%,装液量20%,温度37℃,转速200 r/min,在此条件下,乳酸产量达到79.51 g/L。对混合糖的发酵进行了探索,结果表明该菌能高效利用混合糖生产L-乳酸,在利用植物纤维素水解液生产L-乳酸上有良好的应用前景。     

米根霉利用纯糖和不同预处理玉米秸秆酶解糖生产L-乳酸

通过单因素实验设计,优化米根霉摇瓶发酵产L-乳酸。在此基础上,以蒸气爆破和碱处理玉米秸秆酶解液为混合C源,与纯糖对比,研究不同预处理玉米秸秆混合C源对米根霉发酵产L-乳酸的影响。结果显示:在初始葡萄糖质量浓度100g/L、(NH4)2SO4质量浓度2g/L、接种量6%(体积分数)、转速170r/min、发酵12h后添加30g/LCaCO3的条件下,米根霉发酵产L-乳酸质量浓度为69.15g/L。米根霉发酵不同预处理玉米秸秆酶解混合C源,木糖的存在影响了米根霉的C代谢网络,降低L乳酸的产量。     

利用天然纤维废弃物发酵生产L-乳酸的研究

为了降低L-乳酸的生产成本,更好的实现生物质秸秆的资源化,利用天然纤维素依次接种经离子注入诱变处理的木聚糖酶高产菌黑曲霉P602和米根霉RL6041高产菌进行固、液体二次发酵的方法,将其转化成用于工业生产的L-乳酸。结果表明:本实验条件下,未经过任何化学预处理的秸秆等物质接种黑曲霉P602进行固体发酵,产生的木聚糖酶活力为6 320 IU/g干(培养)基,纤维素酶活力为29 IU/g干基;加入100 mL水浸提后,产生的还原糖浓度为14.07 g/L,纤维物质糖化率为79.45%。取滤液接入米根霉RL6041进行液体发酵后,生成乳酸的量为7 g/L,糖酸转化率为47.6%,以(NH4)2SO4作为氮源时,最佳氮源浓度为3 g/L。     

一株产生L-乳酸的米根霉

为获得理想的L-乳酸产生菌,选择适合根霉属微生物生长的土样,利用溴甲酚绿平板结合摇瓶复筛的方法得到了一株有一定L-乳酸积累能力的米根霉Rhizopus oryzae CS323。摇瓶发酵试验显示,在未优化发酵条件的情况下发酵48h,米根霉CS323L-乳酸积累量达到50.1g/L,是一株有良好改造潜力的L-乳酸产生菌,适合作为进一步诱变育种的出发菌株。     

Production of lactic acid and fungal biomass by Rhizopus fungi from food processing waste streams

This study proposed a novel waste utilization bioprocess for production of lactic acid and fungal biomass from waste streams by fungal species of Rhizopus arrhizus 36017 and R. oryzae 2062. The lactic acid and fungal biomass were produced in a single-stage simultaneous saccharification and fermentation process using potato, corn, wheat and pineapple waste streams as production media. R. arrhizus 36017 gave a high lactic acid yield up to 0.94-0.97 g/g of starch or sugars associated with 4-5 g/l of fungal biomass produced, while 17-19 g/l fungal biomass with a lactic acid yield of 0.65-0.76 g/g was produced by the R. oryzae 2062 in 36-48 h fermentation. Supplementation of 2 g/l of ammonium sulfate, yeast extract and peptone stimulated an increase in 8-15% lactic acid yield and 10-20% fungal biomass.     

Production of L-lactic acid by Rhizopus oryzae under oxygen limiting conditions

Names are necessary to report factually on available data; however, the USDA neither guarantees nor warrants the standard of the product, and the use of the name by USDA implies no approval of the product to the exclusion of others that may also be suitable.During aerobic growth, Rhizopus oryzae produces L-lactic acid from lactate dehydrogenase mediated reduction of pyruvate, while O2 limiting conditions yield primarily ethanol. A mutant was isolated that expressed only 5% of the wild type alcohol dehydrogenase activity under O2 limiting conditions and produced nearly 40 g lactic acid/l in 70 h. This is almost a ten-fold increase in lactic acid production when compared to the parent strain.