嗜热脂肪芽孢杆菌β-半乳糖苷酶合成低聚半乳糖动力学模型

根据反应机理和产物的化学结构,建立了嗜热脂肪芽孢来源的β-半乳糖苷酶催化乳糖水解和转半乳糖苷反应偶合的动力学模型,模型中包含了低聚三糖和低聚四糖的生成。通过优化计算,估算反应动力学参数,结果表明该模型能较好地与实验结果相吻合。     

半乳糖凝集素的结构和功能

半乳糖凝集素的结构和功能关键词半乳糖凝集素凝集素是能与特定糖结构结合的蛋白质,能够识别广泛分布于动物组织中的糖复合物。动物凝集素可分为４类：Ｃ类凝集素（包括选择蛋白,Ｓｅｌｅｃｔｉｎ）、Ｐ类凝集素、正五聚蛋白（Ｐｅｎｔｒａｘｉｎｓ）和半乳糖凝集素（暂...     

聚唾液酸的发酵动力学研究

对以大肠杆菌K235发酵法生产聚唾液酸的动力学特性进行了研究,提出了细胞生长动力学,基质消耗动力学,聚唾液酸生成动力学模型,通过对实验数据的计算,模型的模拟结果较好地和实验值吻合,正确地分析 聚唾液酸的发酵过程及其动力学机制。     

人参果胶中蛋白质与多糖关系的研究

从人参（Panax ginseng)热水根取物中,分离出两个蛋白多糖级份（PA,PB）,琼脂糖4B凝胶柱层析结果表明,二者均为单一分布峰,通过氨基酸分析,气相色谱分析,β-消去反应,部分酸水解,果胶酶水解,聚丙烯酰胺凝胶圆盘电泳及等电聚焦电泳等生化分析,确定PA,PB均含有苏氨酸与多糖中糖残基以－O－糖甙键相连的共价结合蛋白质;另外PB中尚存在另一种形式蛋白质,其中精氨酸等碱性氨基酸丰富（占PB中蛋白质59．9％）,圆盘电泳结果表明：这部分蛋白质与多糖中的半乳糖醛酸残基靠静电力结合,等电点为9．1。     

光合作用的CO_2阶跃响应动态生化模型

针对CO2阶跃变化下光合动态响应的振荡现象,依据经典的光合系统酶触反应动力学,初步尝试构建了光合系统反馈控制动态生化模型。该模型以卡尔文环的核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)接触反应的酶动力学进程作为核心,以磷酸甘油酸(phosphorylglyceric acid,PGA)还原和接续的核酮糖-1,5-二磷酸(ribulose-1,5-bisphosphate,RuBP)再生的多级过程高度简化为复合酶接触反应的酶动力学进程为反馈,构成反馈控制系统。采用经典的控制系统传递函数分析手段,将反馈控制系统表达为光合动态生化模型传递函数。据此模型将实测羧化速率Vc振荡动态进行仿真拟合,呈现出很高的拟合度(r=0.9377)。这表明,在卡尔文环或者光合系统反馈环中,因RuBP的消耗和再生补充不平衡引起的光合振荡现象,与光合系统酶接触反应动力学参数(k)造成各个中间产物再生的"滞后"效应有关。从而在机理上解释了Laisk和Walker(1986)的无机磷(inorganic phosphate,Pi)再生供应的光合动态生化模型中,需要假定代谢途径中蔗糖合成"滞后15～20s"才能表现出光合振荡效果的现象。     

透性化嗜酸乳杆菌细胞转化亚油酸为共轭亚油酸的反应动力学

本实验旨在研究透性化嗜酸乳杆菌细胞生物转化共轭亚油酸的反应动力学。探讨了细胞浓度、底物浓度、反应体系pH值和温度等因素对生物转化共轭亚油酸反应速度的影响;建立了透性化嗜酸乳杆菌细胞生物转化共轭亚油酸的动力学模型。结果表明,透性化嗜酸乳杆菌细胞有利于共轭亚油酸的生物转化,最适细胞浓度、pH值和反应温度分别为10×1010ufc/mL、4.5和45℃;生物转化共轭亚油酸存在底物抑制现象,当亚油酸的浓度为0.6mg/mL时,反应速度达到最大值17.8μg/(mL·min)。在低亚油酸浓度下,反应初始阶段的反应规律与经典米氏方程相符,而在高亚油酸浓度下,存在底物抑制现象。在最适反应条件下建立了动力学模型,模型基本反映了共轭亚油酸的生物转化特性。     

人参果胶中蛋白质与多糖关系的研究

从人参（Panax ginseng)热水根取物中,分离出两个蛋白多糖级份（PA,PB）,琼脂糖4B凝胶柱层析结果表明,二者均为单一分布峰,通过氨基酸分析,气相色谱分析,β-消去反应,部分酸水解,果胶酶水解,聚丙烯酰胺凝胶圆盘电泳及等电聚焦电泳等生化分析,确定PA,PB均含有苏氨酸与多糖中糖残基以－O－糖甙键相连的共价结合蛋白质;另外PB中尚存在另一种形式蛋白质,其中精氨酸等碱性氨基酸丰富（占PB中蛋白质59．9％）,圆盘电泳结果表明：这部分蛋白质与多糖中的半乳糖醛酸残基靠静电力结合,等电点为9．1。     

转糖基β-半乳糖苷酶产生菌Enterobacter agglomerans B1：筛选鉴定、发酵产酶及其合成低聚半乳糖的研究

从土壤中筛选获得一株具有转糖基活性的β-半乳糖苷酶产生菌,综合其形态学特征、生理生化特征及16S rDNA序列同源分析结果,将其鉴定为成团肠杆菌(Enterobacter agglomerans)B1.通过单因子试验和正交试验,对B1菌株产转糖基β-半乳糖苷酶的培养条件进行了优化.最佳培养基主要组份为:乳糖1%,酵母粉1%,蛋白胨0.5%;发酵条件为:初始pH7.5,发酵温度25℃,发酵时间26 h.在该培养条件下产酶量为9.7U/mL.利用薄层层析技术研究了pH、温度、底物浓度和反应时间对该菌株全细胞以乳糖为底物生成低聚半乳糖的影响,确定最适反应条件为:pH7.5缓冲液配制的30%乳糖溶液;50℃反应12h.最优化反应的转糖基产物经HPLC、TLC和MS分析,确定低聚半乳糖产量为40.7%,组分为转移二糖、三糖和四糖.     

固定化金霉素产生菌原生质体转化林可霉素反应模型的研究

建立了固定化金霉素产生菌金色链霉菌(Streptomyces aurofaciens)原生质体转化林可霉素反应动力学模型并模拟计算了反应过程,模型计算与实验结果有好的一致性。讨论了各反应参数对转化反应的影响,给出了转化率与反应时间的关系式和最大转化率计算式,还对转化反应动力学模型进一步应用进行了讨论。     

大肠杆菌苏氨酸合成途径动力学模型的构建与分析

动力学模型分析有利于理解生物系统的调控机制,从而为高效细胞工厂的理性设计提供指导。基于以往发表的相关途径动力学模型和测量的酶动力学数据,开发了大肠杆菌苏氨酸合成途径的动力学模型。模型包含从天冬氨酸至苏氨酸的合成途径及葡萄糖开始的为合成途径提供前体以及能量的代谢途径。与以往模型不同的是新模型中考虑了能量和还原力的平衡,从而使模型模拟的系统自身成为一个不需要从外界提供能量和还原力的自洽系统。模型稳态分析的结果表明PTS、G6PDH和HDH等反应对苏氨酸合成反应的通量控制系数较大,通过过表达这些反应的酶可以有效增加苏氨酸合成反应的通量。     

固定化酵母反应动力学的研究

本文采用微分反应器初速度法对以海藻酸钙为载体的固定化酵母的耗糖动力学进行了研究。测得了固定化酵母的表观动力学常数,并进一步求得了固定化酵母的本征动力学常数。实验结果表明,固定化酵母的表观动力学常数显著受内外扩散的影响,其本征动力学常数与 游离酵母的动力学常数比较,也有较大的不同。此外,对内扩散对反应动力学的影响进行了理论分析和实验验证。     

能源上的应用

开发了一数学模型,用以描述在固定化酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株M 101反应器中从糖生产乙醇.该模型由一个常微分方程系统组成:此方程可以计算涉及稳态反应器行为的参数.对于低稀     

利用制糖废蜜流加培养酵母的动力学研究

研究了以廉价原料糖蜜流加培养酵母的生产工艺,确定了最佳工艺参数,并根据酵母在流加培养过程中比生长速率和耗糖速率的变化,对动态的糖流加工艺进行研究,得出了流加培养的动力学模型,然后通过流加培养过程中实际糖流加曲线对所提出的模型进行验证。研究结果表明,流加培养模型能较好地反映酵母流加培养过程中糖流加的规律,对酵母的流加培养具有一定的指导意义。     

克雷伯杆菌甘油脱氢酶和1,3-丙二醇氧化还原酶的动力学机制

本研究主要对克雷伯杆菌甘油转化1,3-丙二醇代谢途径中的2个关键酶甘油脱氢酶(GDH)、1,3-丙二醇氧化还原酶(PDOR)反应机制和动力学进行了研究。首先,通过初速度和产物抑制动力学研究确定了GDH、PDOR双底物酶促反应机制为有序BiBi机制,明确了由反应物消耗到产物生成之间的历程。其次,建立了GDH、PDOR双底物酶促反应动力学模型,由动力学模型可知,在偶合反应中,如果GDH和PDOR酶量相同,GDH氧化反应成为限速反应,而辅酶I将主要以氧化型NAD+形式存在。动力学信息为酶法合成1,3-丙二醇和代谢工程研究提供理论指导。     

固定化细胞的混合糖连续发酵动力学模型

利用固定化啤酒酵母和固定化毕赤酵母在两个串联的固定床内连续发酵由葡萄糖和木糖组成的混合糖制取酒精的过程,建立了连续发酵的非结构动力学模型。该模型以带抑制项的米氏动力学方程为酶动力学基础,考虑了抑制物抑制、底物抑制、轴向弥散及膜传质等因素。成功地引入了一个综合考虑颗粒相内外传质的总有效因子简化模型的计算,并取得了较为满意的仿真结果。     

Logistic模型在不同还原糖初始浓度乙醇发酵中的应用

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)利用可发酵性糖生成乙醇的过程与效率受多种环境因素的影响。研究乙醇形成的动力学有利于理性认识乙醇形成机理,为放大与优化工艺条件提供理论指导。对Logistic模型方程重新参数化,将酵母生长动力学方程类比乙醇生成动力学,拟合性很好,对不同初始浓度还原糖的乙醇同步糖化发酵过程进行Logistic模型方程模拟,给出了乙醇浓度的显式函数模型,用310g/L玉米粉物料浓度的同步糖化发酵工艺,首次揭示在酿酒酵母工业菌株能够承受的一定的糖化醪还原糖浓度范围内,尽可能提高还原糖浓度至上限,可以缩短发酵周期,提高可发酵性糖转化为乙醇的转化率。这对于优化乙醇工业生产工艺条件、提高生产效率具有较重要的实践指导意义与应用价值。     

金龟子绿僵菌IMI330189液体发酵动力学研究

研究了金龟子绿僵菌IMI330189的液体发酵动力学。利用Sigmoid函数构建了该菌株液体发酵过程中的菌体生长和底物消耗的动力学模型,并运用Origin7.5软件拟合求解出各模型参数。结果表明,模型能够较好地拟合绿僵菌IMI330189液体发酵过程,其比生长速率在发酵第22.8h达到最大值,为0.084h-1;总糖比消耗速率在第9.6h达到最大值,为0.246h-1;总氮比消耗速率在第10.3h达到最大值,为0.007h-1;菌体对总糖的得率系数在39.8h达到最高,为0.861g/g。模型拟合和实验数据具有良好的适应性,基本反映了绿僵菌IMI330189液体发酵过程的动力学特征,为其液体发酵工艺的优化和发展奠定了基础。     

固定化嗜热脂肪芽孢杆菌合成低聚半乳糖

利用海藻酸钙、明胶和壳聚糖为固定化载体包埋嗜热脂肪芽孢杆菌细胞合成低聚半乳糖 (GOS)。通过比较三种方法的酶活力回收、最适反应条件、GOS的得率和和载体机械强度 ,选择明胶作为固定化细胞的载体。反应体系的温度、pH、乳糖浓度、乳糖的转化率和载体的传质阻力对GOS合成有明显影响。在CSTR反应器中水解 60 %乳糖 ,GOS最大得率为31 2 % ,经过 96h( 8批反应 ) ,产物得率为原来的 88%。在空速 0 0 9h- 1条件下 ,利用填充床反应器连续水解乳糖 ,GOS的得率和反应器生产能力分别为 31 5%和 1 7 4g (L·h) ,连续反应1 40h,GOS得率下降 2 0 %。产物经过活性炭柱层柱分离纯化 ,通过13C NMR鉴定四糖的化学结构为 β D Gal ( 1→ 3) D Gal ( 1→ 6) D G ( 1→ 4) D Glu。     

蛹虫草菌胞外多糖发酵及其发酵动力学

蛹虫草菌(Cordyceps militaris)胞外多糖(EPS)的发酵过程和发酵动力学进行了研究。基于Logitic方程和Luedeking-Piret方程,得到了描述发酵过程的动力学数学模型和模型参数,同时对实验数据与模型进行了验证比较。模型计算与实验结果拟合良好,模型正确地反应了蛹虫草菌胞外多糖的发酵过程及其动力学机制。     

纤维素酶降解小麦秸秆最适条件的研究及其动力学分析

以小麦秸秆为原料,通过正交实验对纤维素酶降解秸秆纤维的影响因素进行了研究。结果表明,影响小麦秸秆降解的因素依次为:酶量>酶解时间>料液比>反应温度,其最适条件是:加酶量为40u/g,酶解时间为10h,反应温度为40℃,料液比为1∶3,总糖含量达到43.24%。以米氏方程为基础,建立起最适酶解条件下总纤维素降解的动力学模型。