核糖醇发酵工艺研究

目的:研究球头三型孢菌Trichosporonoides oedocephalis ATCC 16958发酵生产核糖醇的工艺.方法:采用摇瓶发酵优化的方式,探索培养基组份及三羧酸循环抑制剂对该菌生长及发酵生产核糖醇的影响,并在7L发酵罐中对优化的条件进行发酵验证.结果:对于核糖醇生产,葡萄糖和酵母膏分别是最佳的碳源和氮源,当葡萄糖浓度为20%时,核糖醇产量为38.60g/L.以1%酵母膏为氮源时,核糖醇浓度为37.82g/L.发酵24h添加0.2%的柠檬酸,核糖醇产量提高30.35%.采用摇瓶培养的优化条件,在7L发酵罐中发酵120h核糖醇产量为38.66g/L.结论:实验获得的优化条件可进一步用于指导生产.     

利用生物柴油副产物粗甘油生产二羟基丙酮

以来自餐饮废油的生物柴油副产物粗甘油作为廉价底物,对弗托氏葡糖杆菌(Gluconobacter frateurii)CGMCC5397发酵转化生产二羟基丙酮(DHA)进行初步研究。研究发现粗甘油中的金属离子,尤其是Zn2+对微生物转化生产二羟基丙酮有明显抑制作用。粗甘油经过预处理后,利用优化后的发酵培养基,在7 L发酵罐中进行补料分批发酵,48 h后DHA浓度达到89.5 g/L,生产强度为1.86 g/(L·h),甘油转化率为90.1%。本研究初步证明了弗托氏葡糖杆菌能高效和经济地利用生物柴油副产物粗甘油生产DHA。     

产木聚糖酶白地霉培养特性及部分纯化的酶学特性

本文对白地霉Ref1的培养特性、产酶条件和酶学特性进行了初步研究。结果表明:该菌为低温型菌株,其最佳生长条件为pH6、20℃和酵母膏作为氮源;最佳产酶条件为pH3-7、15℃及以酵母膏氮源;条件优化后产酶可达118.7U/mL,可溶蛋白含量可达到60μg/mL,酶溶液的比活可达到1250U/mg蛋白质;该木聚糖酶的最适反应温度和pH分别为50℃和5,金属离子Mg2+、Na+和8mmol/L的Fe2+、Cu2+、Zn2+等对木聚糖酶的活性有抑制作用,而Ca2+、4mmol/L的Fe2+、Cu2+、Zn2+和8mmol/L的Mn2+等对该酶反应则有促进作用;该木聚糖酶在保温2h后在15-40℃范围内能保持80%以上的酶活性,在50℃时能保持68%的酶活性;用lineweaver-Burk作图法(双倒数作图法)求得该酶的最大反应速度Vmax和Km值分别为163.38mmol/mg/min和0.75mg/mL。     

金属离子对枯草芽孢杆菌转酮酶缺失突变株合成D-核糖的影响

研究了金属离子Mn2 +、Fe2 +、Zn2 +对枯草芽孢杆菌 (Bacillussubtilis)转酮酶 (EC 2 .2 .1 .1 )缺失突变株FBL0 4 531D 核糖合成的影响。发现Mn2 +对该突变株合成D 核糖和形成芽孢具有非常显著的影响。     

Sulfolobus acidocaldarius ATCC 33909麦芽寡糖基海藻糖合成酶在Bacillus subtilis中的重组表达和发酵优化

为实现Sulfolobus acidocaldarius ATCC 33909来源的麦芽寡糖基海藻糖合成酶(MTSase)基因tre Y在枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中的重组表达,以质粒p ET-24a(+)-tre Y为模板PCR扩增得到目的基因,并与表达载体pHY300PLK连接,转入表达宿主Bacillus subtilis CCTCC M 2016536中,重组菌在TB培养基中培养48 h后MTSase酶活达到17.5 U/m L;在此基础上对重组菌发酵条件进行优化,通过单因素实验(氮源种类、氮源复配、氮源浓度、碳源种类、葡萄糖浓度、初始pH、诱导温度)和正交实验(氮源浓度、葡萄糖浓度、初始pH、诱导温度)确定其摇瓶发酵产酶的最适培养基和培养条件为:氮源(工业蛋白胨∶棉籽粉=3∶1)48.0 g/L、葡萄糖为10.0 g/L、培养基初始pH为7.0,最适培养温度为30℃;在此条件下,MTSase的酶活可达41.5 U/m L,是优化前的2.4倍。     

2型糖尿病患者尿核糖浓度显著高于正常

自从Chevreul ME发现糖尿病患者尿液中的糖是葡萄糖,近200年的时间,糖尿病被视为一组以葡萄糖慢性增高为特征的代谢性疾病,而体内广泛存在的核糖与糖尿病之间的关系却被忽略．研究发现核糖可以降低血葡萄糖浓度,曾报道糖尿病患者可以口服核糖．本实验室前期工作表明,核糖能够迅速与蛋白质发生非酶促糖基化,形成具有强烈细胞毒性的糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs),引起细胞(包括神经细胞)死亡．进一步的实验证明,虽然在给小鼠注射核糖时,血葡萄糖浓度有所降低,但是糖基化血清蛋白和AGEs均显著升高,说明核糖浓度的升高更容易使机体发生非酶促糖基化反应,产生AGEs,从而造成危害．本文采用1-(4-羧基苯基)-3-甲基-5-吡唑酮(MOPBA)结合高效液相色谱,对明确诊断的2型糖尿病患者(n = 30)和同龄健康人(n = 30)尿核糖进行了定量分析,结果显示,MOPBA-核糖衍生物与尿核糖浓度之间呈线性相关(r²=0.999),回收率达99%．经质谱分析显示,HPLC分离的糖尿病患者尿样品中含569.19 u MOPBA衍生物峰(核糖,C₂₇H₂₉N₄O₁₀)和599.20 u MOPBA衍生物峰(葡萄糖,C₂₈H₃₁N₄O₁₁)．2型糖尿病组尿核糖浓度(男性：(134.28?35.09) μmol/L;女性：(97.33?23.68) μmol/L)显著高于正常对照组(男性：(35.99?5.64) μmol/L;女性：(33.72?6.27) μmol/L) (P < 0.001),同时,其尿葡萄糖浓度也显著高于正常对照(P < 0.001)．糖尿病患者尿核糖显著高于正常人的现象提示,2型糖尿病不但葡萄糖代谢异常,同时核糖代谢也发生了异常．     

枯草芽孢杆菌C1-B941的D-核糖发酵中间试验

使用转酮醇酶变异株—枯草芽孢杆菌C1－B941进行了D－核糖发酵中间试验。3000L发酵罐试验结果表明,发酵培养基中的葡萄糖浓度为18％时,发酵周期约为64h,发酵转化率达36．84％。发酵液经离子交换树脂纯化后,可以直接用于生产VBZ合成的中间体—N－D－核糖醇基－3,4－二甲苯胶。     

糖、GA3及ABA对印度娃儿藤（Tylophora indica (Burm. F.) Merrill）体细胞胚发生的影响

从印度娃儿藤节间外植体获取愈伤组织,分析了糖、赤霉素（GA₃）及脱落酸（ABA）对愈伤组织形成体细胞的影响。实验证明,含4 μmol/L 2, 4-二氯苯氧乙酸（2, 4-D）的MS培养基是获得具有成胚功能的愈伤组织的最佳培养基。在含有6 μmol/L激动素（Kn）的MS培养基上,高达69%的愈伤组织分化为体细胞胚,平均单位外植体（每克愈伤组织）产胚25个。在6 μmol/L Kn存在的条件下,分析了蔗糖、葡糖糖对胚产生的影响,不同的糖及不同糖浓度对体细胞胚的发生影响很大。6 μmol/L Kn 与200 mmol/L 蔗糖处理胚胎发生率最大（71%）,单位外植体生成49个胚。然而葡萄糖与Kn、或者葡糖糖、蔗糖与Kn三者加在一起则降低成胚率及产胚数。一定浓度的GA₃ 和 ABA能促进体细胞胚的产生。在含200 mmol/L蔗糖的培养基中加10 μmol/L GA₃胚的生成率为98%,单位外植体产胚51个。在含200 mmol/L蔗糖的培养基中加2 μmol/L ABA能显著增加体细胞胚的量,该培养基上每外植体平均生成44个胚,产率为95％。本研究显示,含200 mmol/L蔗糖的培养基中分别加入6 μmol/L Kn、10 μmol/L GA₃ 或者 2 μmol/L ABA能显著提高印度娃儿藤体细胞胚发生率,而单独的葡萄糖或葡糖糖和蔗糖则有抑制作用。得到的胚均能正常发育并分化为植株。     

产青霉素酶枯草芽孢杆菌发酵条件的优化

目的:对一株产青霉素酶的重组枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis DB104/pWB-pemp)的摇瓶发酵条件进行优化.方法:利用单因素实验及正交实验等方法考查重组菌摇瓶发酵条件,研究不同浓度的碳源、氮源、金属离子、磷酸盐及不同pH、接种量、装液量和温度等条件对产青霉素酶的影响.结果:重组菌株摇瓶最适发酵条件为pH 7.0、接种量3％、装液量14％、发酵温度37℃,培养基成分为2％蔗糖、3.5％酵母膏、0.1mmol/L镁离子、0.4％磷酸盐.结论:最优条件下,发酵36h,产酶活力达到2227.8U/mL,为先前研究结果(1 580 U/mL)的1.41倍,为重组菌的大规模发酵生产奠定了基础.     

产酸丙酸杆菌生长特性及5L罐发酵动力学研究

论文在摇瓶水平对产酸丙酸杆菌基本生长特性（温度、pH、摇床转速、接种量、种龄等）、碳源、氮源利用情况、产物抑制及5 L罐发酵动力学进行了研究。结果表明,该菌在32℃,初始pH 6．5,摇床转速150 r/min,接种24 h的种子液,接种量为5％条件下,产酸丙酸杆菌生长及产酸水平达最高值;该菌可利用碳源十分广泛,但对氮源要求比较高,只可利用有机氮源;在不同初始葡萄糖浓度下,产酸丙酸杆菌生长及产酸水平差异不大,无明显底物抑制现象;在2g/L的初始丙酸盐浓度下,该菌生长受到明显抑制;在5L发酵罐中,初始葡萄糖浓度为58．8 g/L,发酵72 h,葡萄糖消耗完全,丙酸终浓度达22．4 g/L,丙酸得率和产率分别达0．381 g/g和0．295 g/（L·h）,丙酸占总酸比例达72．10％。