氧载体对小白链霉菌发酵生产ε-聚赖氨酸的影响

为了有效改善发酵体系中的溶氧水平,提高小白链霉菌Streptomyces albulus PD-1发酵生产ε-聚赖氨酸的能力,文中通过对氧载体的种类、最佳添加浓度以及添加时间进行筛选,最终确定在0 h添加0.5%(V/V)的正十二烷促进ε-聚赖氨酸生产效果最佳。在5 L发酵罐0 h添加0.5%的正十二烷进行批次补料发酵,ε-聚赖氨酸的产量和菌体干重分别可以达到(30.8±0.46)g/L和(33.8±0.29)g/L,较之对照组分别提高了31.6%和20.7%。ε-聚赖氨酸的产量和菌体干重的提高归因于0.5%正十二烷的添加促进发酵液中溶氧水平从23.8%提高到32%,同时发酵液中的一种主要副产物(聚二氨基丙酸)的含量下降31%。实验结果表明,正十二烷的添加可以提高S.albulus PD-1发酵液中的溶氧水平,抑制副产物的生成,促进ε-聚赖氨酸的合成。     

双液相体系强化氧传递促进微生物油脂生产

文中通过添加氧载体正十二烷进行双液相发酵来提高发酵性丝孢酵母利用木薯淀粉水解液生产微生物油脂的产量。结果表明,在摇瓶发酵液中添加氧载体,能明显缓解发酵过程中的氧限制程度。在2 L发酵罐中添加1%正十二烷进行双液相高密度发酵,其发酵生物量和油脂产量分别达到101.2 g/L和50.28 g/L。气相色谱分析表明,添加了氧载体发酵的微生物油脂中含有更高的饱和脂肪酸含量。     

利用转录调控因子Bas1p和Bas2p协同作用提高酿酒酵母cAMP产量的研究

【目的】研究转录调控因子Bas1p和Bas2p协同作用对重组酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)胞外c AMP产生的影响,初步优化发酵培养基。【方法】通过共整合表达策略,在c AMP产生菌酿酒酵母G5中超表达Bas1p和Bas2p,摇瓶发酵实验考察了Bas1p和Bas2p协同作用对菌株生长及胞外c AMP产生的影响,进一步考察了酵母粉和蛋白胨含量及前体物腺嘌呤对菌株生长和c AMP产生的影响。【结果】超表达Bas1p和Bas2p使菌株在1×YP培养基中发酵120 h时的c AMP产量较出发菌株提高51.4%,达到2 253.8μmol/L;将1×YP中的酵母粉和蛋白胨含量翻倍(即2×YP培养基)发酵120 h时的c AMP产量提高至4 450.4μmol/L;在2×YP培养基中添加0.5 g/L浓度的腺嘌呤时,c AMP产量进一步提高至5 314.3μmol/L。【结论】强化Bas1p和Bas2p的协同作用及相应地优化培养基组分有助于酿酒酵母胞外c AMP生产。     

液态烷烃氧载体对粘红酵母发酵产番茄红素的影响

研究正己烷、正十二烷、正十六烷3种液态烷烃作为氧载体对粘红酵母生长和番茄红素合成的影响,发现氧载体不仅使菌体生物量提高,同时使单位细胞的番茄红素产率增大,从而提高粘红酵母合成番茄红素的能力。3种液态烷烃中正十二烷作为氧载体效果较好,试验结果表明,在发酵第0 h时添加4%的正十二烷,细胞生物量达到16.49 g/L,番茄红素合成量达到42.32 mg/L分别比对照组提高了26.2%和50.17%。     

低聚磷酸盐促进cAMP发酵合成的全局转录组分析

目的：以节杆菌Arthrobacter sp. CCTCC 2013431为研究对象,探究低聚磷酸盐作为能量供体促进环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)发酵合成的作用机理。方法：在7 L发酵罐中添加低聚磷酸盐,对发酵性能、转录组学、关键酶活性以及重要代谢物水平进行分析,揭示低聚磷酸盐促进cAMP发酵合成的机理。结果：发酵24 h添加2 g/L六偏磷酸钠,cAMP产量显著提高,达到3.64 g/L,与对照组相比提高了33.82%。转录组数据分析表明,由于六偏磷酸钠的添加,227个基因表达量显著上调,265个基因表达量显著下调;磷酸戊糖途径和cAMP合成途径中多数酶编码基因的转录水平,电子传递链中复合体Ⅲ、复合体IV和F₀F₁-ATP酶以及聚磷酸盐激酶编码基因的转录水平,硫氧还蛋白、过氧化氢酶及CLP蛋白酶等编码基因的转录水平均显著提高。此外,对丙酮酸激酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶、腺苷琥珀酸合成酶、腺苷酸环化酶、过氧化氢酶、聚磷酸盐激酶活性以及胞内活性氧、ATP和NADPH等进行测定,进一步证明了转...     

氧载体对L-天冬酰胺酶发酵过程影响的研究

以抗癌药物L－天冬酰胺酶生产为应用背景,针对发酵过程中存在严重耗氧问题,研究了氧载体对发酵过程的影响。通过对几种氧载体的筛选,认为正十二烷最适合于该发酵过程。随后以产物L－天冬酰胺酶活性、菌体浓度以及溶氧水平为主要指标,考察了氧载体在发酵过程中的作用．实验表明,发酵基质中5％正十二烷的添加量为最佳浓度,这种氧载体的加入,明显地提高了发酵介质中的溶氧水平,改善了供氧条件,增加了菌体浓度,提高了L－天冬酰胺酶发酵水平,在优化条件下,可使发酵液最终酶活提高21％左右。     

丙烯酸对十六碳二元酸发酵的影响和16L罐扩试

本文报道丙烯酸对发酵生产十六碳二元酸(DC_(16))的影响,加入0.1%丙烯酸,DC_(16)产量提高20—30%.在16L自动控制罐上,在最佳条件下,加入20%(v/v)正十六烷(nC_(16)),发酵5天,DC_(16)高达120g/L,nC_(16)的转化率高达79%.     

氨茶碱与柠檬酸盐协同作用促进环磷酸腺苷发酵生产

目的: 探究通过抑制磷酸二酯酶活性促进cAMP发酵合成的工艺方法。方法: 在7 L发酵罐上进行添加氨茶碱的发酵实验,通过对发酵主要参数、关键酶活性、能量代谢水平等进行分析,针对性提出了氨茶碱与柠檬酸盐协同作用促进cAMP合成的发酵工艺。结果: 与对照相比,添加5 mg/L氨茶碱批次的cAMP产量提高25.9%,副产物腺苷浓度减少41.6%,两批次中腺苷酸环化酶和琥珀腺苷酸脱氢酶活性无显著改变,而磷酸二酯酶和5'-核苷酸酶活性明显下降。能量代谢分析结果表明,两批次的胞内ATP/AMP相比于对照批次明显降低,而AMP水平却显著上升,ATP合成水平成为限制产物积累的主要因素。氨茶碱与柠檬酸盐协同添加的cAMP发酵工艺中,cAMP产量达到4.48 g/L,比单独添加柠檬酸钠和氨茶碱分别提高22.1%和13.8%,副产物腺苷浓度仅为0.98 g/L,分别降低51.7%和25.3%。结论: 氨茶碱抑制了磷酸二酯酶和5'-核苷酸酶活性,减少cAMP分解和副产物合成,显著提高cAMP产量,然而ATP合成水平成为产物积累的限制因素。氨茶碱与柠檬酸盐协同添加工艺将抑制磷酸二酯酶活性和提高能量代谢水平相结合,进一步促进了产物发酵合成。     

正十二烷强化氧传递促进法夫酵母虾青素的合成

对虾青素的氧载体强化氧传递双液相发酵进行了研究。实验结果表明,添加正十二烷(作为氧载体)可提高法夫酵母发酵时的溶氧水平,促进虾青素的合成:添加正十二烷 0.5-1.0%(w/v),虾青素产量随正十二烷添加量逐步提高,最高时达到3.0mg/L,对照组虾青素产率为2.15mg/L;当正十二烷浓度大于2%时,对虾青素的合成表现出明显抑制作用;而正十二烷的添加对细胞的干重没有表现出促进作用。因此虾青素产量的提高是单位质量细胞的虾青素合成效率提高的结果。罐上实验结果表明,发酵开始后的12-24 h时段的溶氧水平对于虾青素的整个合成周期的合成活性至关重要,为发酵供氧进行分段控制提供了依据。根据法夫酵母虾青素合成活性与细胞呼吸活性之间的关系,推测法夫酵母合成虾青素过程对氧的依赖可能与柠檬酸生产菌有着相似的机制。     

S-腺苷-L-蛋氨酸高密度发酵工艺优化

利用酿酒酵母在5L发酵罐高密度发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM)后期存在稳定性差的问题,本研究考察了在补糖中添加磷酸氢二铵、谷氨酸钠、三磷酸腺苷二钠来提高酿酒酵母发酵后期的稳定性。通过4批5L发酵罐高密度流加发酵实验研究发现:在发酵34h左右,菌体干重超过100g/L后,开始添加50克L-蛋氨酸,并在补糖中加入10g/L三磷酸腺苷二钠,发酵65.7h,最高生物量干重达到180g/L,SAM产量达到17.1g/L。     

液化沙雷氏菌磷脂酶A1的克隆表达及乳糖自诱导发酵

为了利用大肠杆菌高效生产重组磷脂酶,克隆了液化沙雷氏菌磷脂酶A1的编码基因pla,分别使用pET-28a(+)和pET-20b(+)载体,实现了磷脂酶A1在大肠杆菌BL21(DE3)中的功能表达.重组菌利用载体pET-28a(+)在原始信号肽的介导下胞外PLA1酶活达40.8 U/mL,占总酶活的91％.重组菌转接至优化后的发酵诱导培养基:蛋白胨10 g/L,酵母粉5g/L,葡萄糖0.8 g/L,乳糖5 g/L,25 mmol/L Na2HPO4,25 mmol/L KH2PO4和1 mmol/L MgSO4;菌体生长6h后,添加7.5 g/L的甘氨酸,37℃恒温发酵24 h,重组菌胞外PLA1酶活达到128.7 U/mL.     

重组枯草芽孢杆菌分泌表达缺陷假单胞菌磷酸三酯酶及其发酵优化

磷酸三酯酶(phosphotriesterase, PTE, EC3.1.8.1)能够水解有机磷化合物,但其应用一直受限于酶表达量低的问题.为了获得高效表达的有机磷水解酶,本文构建了PTE基因来源于缺陷假单胞菌(Pseudomonas diminuta)的重组枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis WB600),并采用单因素实验和正交实验对培养基进行优化,确定了重组菌产酶的最佳发酵条件,同时检测重组酶对有机磷类化合物的降解作用.结果表明,最优的培养基组成为蔗糖(40 g/L)、酵母膏(40 g/L)、蛋白胨(20 g/L)、磷酸氢二钾(2 g/L)、硫酸锰(1 g/L)、硫酸镁(6 g/L).经测定,该酶4 h内对(5 mg/mL的甲基对硫磷、乐果以及神经毒剂模拟剂甲基磷酸二甲酯(dimethyl methyl phosphonate, DMMP)的降解率分别达到98%, 92%, 73%,且DMMP在12 h内也完全降解.本文实现了PTE的胞外分泌表达,为研制有机磷化合物的酶基消毒剂提供了技术支持.     

辅助能量物质强化环磷酸腺苷发酵合成机制

微生物代谢过程中,环磷酸腺苷(cAMP)由ATP直接环化形成,强化ATP合成有利于产物的积累。在分批发酵24h添加3g/L-broth丙酮酸钠(辅助能量物质),cAMP浓度达到4. 13g/L,比对照批次提高了24. 4%,发酵性能得到明显改善。对关键酶活性及能量代谢水平的测定结果表明,由于丙酮酸钠的添加,丙酮酸激酶的活性显著下降,而6-磷酸葡萄糖脱氢酶、琥珀腺苷酸合成酶和腺苷酸环化酶等产物合成途径中酶的活性均明显提高;异柠檬酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和呼吸链脱氢酶等酶活性,以及辅因子NADH/NAD+、ATP/AMP均明显提高。表明添加丙酮酸钠改变了糖酵解和磷酸戊糖途径间的碳流分配,使更多碳流向产物合成途径,同时提高了整体能量代谢水平,更利于ATP的生成,为产物的合成提供了物质和能量基础,进而促进了cAMP的合成与积累。     

环磷酸腺苷促进泰和乌骨鸡皮肤黑色素细胞黑色素合成

该实验旨在研究环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,c AMP)作为α-黑色素细胞刺激素(α-melanocyte stimulating hormone,α-MSH)-黑素皮质素受体1(melanocortin 1 receptor,MC1R)通路的下游信号分子对泰和乌骨鸡皮肤黑色素细胞黑色素合成的影响。利用体外培养的泰和乌骨鸡皮肤黑色素细胞,观察不同浓度c AMP(0、1×10–5、1×10–4、1×10–3 mol/L)及其抑制剂、腺苷酸环化酶(adenylate cyclase,AC)抑制剂对乌骨鸡皮肤黑色素细胞酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)活性和黑色素含量的影响。结果表明,与不添加c AMP的对照组相比,不同浓度的c AMP均极显著提高泰和乌骨鸡皮肤黑色素细胞TYR活性(P0.01),10–4 mol/L组提高的幅度最大。不同浓度的c AMP可不同程度地促进黑色素细胞黑色素的合成,1×10–5 mol/L和1×10–4 mol/L组黑色素含量分别显著(P0.05)和极显著(P0.01)高于不添加c AMP的对照组。c AMP抑制剂Rp-c AMPS预处理黑色素细胞显著抑制c AMP(1×10–4 mol/L)作用下酪氨酸酶活性(P0.01)和黑色素含量的升高(P0.05)。Rpc AMPS和AC抑制剂NKY80预处理黑色素细胞均显著抑制α-MSH(2.5μg/m L)引起的TYR活性、c AMP含量和黑色素含量的升高(P0.01或P0.05)。c AMP作为α-MSH-MC1R信号通路中的第二信使或下游信号分子在泰和乌骨鸡皮肤黑色素细胞黑色素的合成中发挥重要作用,其浓度的升高可提高泰和乌骨鸡皮肤黑色素细胞酪氨酸酶活性以及黑色素的合成。     

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。     

烷烃溶剂对耐有机溶剂极端微生物地衣芽孢杆菌YP1产胞外蛋白酶的影响

考察了添加5%(V/V)浓度的正庚烷、正辛烷、正癸烷、十二烷、十四烷、十六烷等烷烃溶剂对耐有机溶剂极端微生物地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)YP1的生长及产胞外蛋白酶的影响.结果表明5%(V/V)浓度的各种烷烃溶剂对YP1蛋白酶的稳定性及菌体生物量均无显著影响,正庚烷、正辛烷、正癸烷等溶剂显著抑制YP1产蛋白酶,而十二烷、十四烷,十六烷能提高YP1产蛋白酶1倍以上.发酵液中十四烷的浓度(1%-8%,VIV)与蛋白酶的活力呈正相关性,添加十四烷后发酵过程中蛋白酶活力的显著增加出现在菌体生长的对数后期.培养过程中添加十四烷能导致YP1菌体形态显著变小.首次报道了烷烃溶剂对极端微生物产蛋白酶的影响.     

氧载体对L—天冬酰胺酶发酵过程影响的研究

以抗癌药物Ｌ天冬酰胺酶生产为应用背景,针对发酵过程中存在严重耗氧问题,研究了氧载体对发酵过程的影响。通过对几种氧载体的筛选,认为正十二烷最适合于该发酵过程。随后以产物Ｌ天冬酰胺酶活性、菌体浓度以及溶氧水平为主要指标,考察了氧载体在发酵过程中的作用,实验表明,发酵基质中５％正十二烷的添加量为最佳浓度,这种氧载体的加入,明显地提高了发酵介质中的溶氧水平,改善了供氧条件,增加了菌体浓度,提高了Ｌ天冬酰胺酶发酵水平,在优化条件下,可使发酵液最终酶活提高２１％左右     

辅助能量物质强化环磷酸腺苷发酵合成机制 *

微生物代谢过程中,环磷酸腺苷(cAMP)由ATP直接环化形成,强化ATP合成有利于产物的积累。在分批发酵24h添加3g/L-broth丙酮酸钠(辅助能量物质),cAMP浓度达到4.13g/L,比对照批次提高了24.4%,发酵性能得到明显改善。对关键酶活性及能量代谢水平的测定结果表明,由于丙酮酸钠的添加,丙酮酸激酶的活性显著下降,而6-磷酸葡萄糖脱氢酶、琥珀腺苷酸合成酶和腺苷酸环化酶等产物合成途径中酶的活性均明显提高;异柠檬酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和呼吸链脱氢酶等酶活性,以及辅因子NADH/NAD ⁺、ATP/AMP均明显提高。表明添加丙酮酸钠改变了糖酵解和磷酸戊糖途径间的碳流分配,使更多碳流向产物合成途径,同时提高了整体能量代谢水平,更利于ATP的生成,为产物的合成提供了物质和能量基础,进而促进了cAMP的合成与积累。     

不同中药水提物对孤苓核生柄孔菌发酵产胞内三萜类物质和胞外多糖的影响

将11种中药水提物分别加入孤苓核生柄孔菌液体发酵中,以生物量、胞外多糖和三萜类物质为指标,从中选出最佳中药、最佳中药浓度以及最佳中药浓度组合。结果表明,对孤苓核生柄孔菌生长与发酵产物影响最大的中药是何首乌和菊花2种。菊花对三萜类物质的影响较大,何首乌则对孤苓核生柄孔菌生长和发酵胞外多糖影响较大。孤苓核生柄孔菌发酵生物量达到最大(23.97g/L)的条件为添加何首乌水提物浓度15g/L;产胞外多糖的最佳(4.15g/L)条件为添加何首乌水提物浓度5g/L;总三萜类物质产量达到最高值(397.99mg/L)的条件为组合中药水提物:何首乌和菊花水提物浓度均为25g/L。     

低聚磷酸盐与次黄嘌呤偶合添加提高环磷酸腺苷发酵性能

环磷酸腺苷(cAMP)在微生物细胞内由ATP直接环化形成,而ATP的合成需要能量与前体的持续供应。通过添加次黄嘌呤激活补救途径,促进了cAMP的合成,与对照批次相比生产效率提高了39. 1%,但发酵进行至51h产物不再生成,而且产量未能得到提高。偶合添加次黄嘌呤和2g/L-broth六聚偏磷酸钠发酵批次的cAMP产量达到7. 24g/L,比单独添加次黄嘌呤和六聚偏磷酸钠的批次产量分别提高了125. 5%和93. 5%,生产效率也显著提高,达到了0. 101g/(L·h)。六聚偏磷酸钠和次黄嘌呤偶合添加工艺将低聚磷酸盐和补救途径的优势相结合,有效促进了cAMP合成与积累。