发酵生产辅酶Q10高产菌株的选育

以实验室保存的类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)JDW61为出发菌株,考察了紫外、紫外结合氯化锂和亚硝基胍对菌株产生辅酶Q10能力的诱变效应,并结合辅酶Q10的合成途径设计了快速筛选辅酶Q10高产菌株的模型,获得一株辅酶Q10产量提高的突变株CP222,该菌株摇瓶发酵的辅酶Q10产量为276.14mg·L-1,较出发菌株提高了190%,并且遗传性能稳定。     

微生物法高产辅酶Q10的研究进展

辅酶Q10是呼吸链上的一种电子传递体,具有抗氧化功能.微生物法生产辅酶Q10具有产物活性高、原料成本低并可以通过规模放大提高生产能力等优点.综述了微生物法生产辅酶Q10的生产菌种,以及能够提高辅酶Q10产量的各种不同的方法策略.     

氩离子激光照射对类球红细菌的诱变效应及对辅酶Q10产生量的影响

以低产量辅酶Q10类球红细菌为亲本,以氩离子激光为诱变源,对其幅照诱变,结果发现:亲本株发生了明显的诱变效应,出现了不同的色素突变表型。诱变后的色素突变株不仅遗传性状稳定,且辅酶Q10产量比亲本株有明显提高。对其中的黄色突变株发酵液进行辅酶Q10提取及测定,结果显示:其辅酶Q10产量比亲本株提高102.10%,经发酵条件初步优化,其最高产量可达26.39 mg/L发酵液。     

代谢工程改造大肠杆菌生产辅酶Q10

辅酶Q10(CoQ10)是一种脂溶性抗氧化剂,具有提高人体免疫力、延缓衰老和增强人体活力等功能,广泛应用于制药行业和化妆品行业。微生物发酵法能可持续性生产辅酶Q10,具有越来越多的商业价值。本研究首先将来自类球红细菌的十聚异戊二烯焦磷酸合成酶基因(dps)整合到大肠杆菌ATCC 8739染色体上,敲除内源的八聚异戊二烯焦磷酸合成酶基因(ispB),使内源的辅酶Q8合成途径被辅酶Q10合成途径取代,得到稳定生产辅酶Q10的菌株GD-14,其辅酶Q10产量达0.68 mg/L,单位细胞含量达0.54 mg/g DCW。随后用多个固定强度调控元件在染色体上对MEP途径的关键基因dxs和idi基因以及ubiCA基因进行组合调控,将辅酶Q10单位细胞含量提高2.46倍(从0.54到1.87 mg/g)。进一步引入运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis的Glf转运蛋白代替自身的磷酸烯醇式丙酮酸:碳水化合物磷酸转移酶系统(PTS),使辅酶Q10产量进一步提高16%。最后,对高产菌株GD-51进行分批补料发酵,辅酶Q10产量达433 mg/L,单位细胞含量达11.7 mg/g DCW。这是目前为止文献报道的大肠杆菌产辅酶Q10最高菌株。     

提高微生物发酵辅酶Q10产量的研究进展

辅酶Q10具有很高的保健和临床应用价值,开发潜力巨大。主要从菌种筛选、发酵条件优化以及提取方法改进三方面介绍了如何提高微生物发酵辅酶Q10产量的一些研究进展。     

半导体激光和紫外线对辅酶Q10产生菌的复合诱变效应

采用紫外线、半导体激光及紫外线与半导体激光复合作用的方法,诱变产辅酶Q10红酵母菌SY-3,以提高辅酶Q10的产量。结果表明,紫外线和半导体激光单独作用,诱变效果不佳,而二者的复合作用却能产生很好的效果。用紫外照射120 s再经半导体激光辐射8 min,得到一株叠氮钠和维生素K3双抗性突变株,产辅酶Q10的量达到157.7 mg/L,比原始菌株提高了88.1%,并具有良好的遗传稳定性。     

酵母发酵生产辅酶Q10提取方法研究进展

辅酶Q10是存在于哺乳动物中,能与酶蛋白形成复合物以发挥酶学活性的有机小分子化合物,目前广泛应用于医药、日化、保健、食品等不同领域。辅酶Q10来源丰富,其中酵母是其工业生产的主要来源之一。广受关注的酵母发酵生产辅酶Q10的提取分离手段不断革新,产量不断增加,处理方式更加环保,应用日渐拓宽。本文就近年来国内外酵母发酵生产辅酶Q10的提取分离方法进行了综述,包括酵母菌种的类型与优化、辅酶Q10提取检测方法、工业生产放大工艺以及与产品质量相关的各个影响因素,并对酵母发酵生产辅酶Q10的前景进行了展望。     

弱氧化葡糖杆菌ddsA基因在大肠杆菌不同宿主菌中的表达

泛醌（辅酶Q）在生物体氧化呼吸链中作为重要的质子和电子传递物质。聚十异戊烯焦磷酸合成酶催化辅助酶Q10的侧链的生物合成。为了获得高产辅助酶Q10的菌株,将选择了10种不同大肠杆菌宿主菌用于弱氧化葡糖杆菌的聚十异戊烯焦磷酸合成酶基因ddsA的表达,通过产物分析证实该基因能在大肠杆菌中表达出有活性的聚十异戊烯焦磷酸合成酶,使大肠杆菌合成了辅酶Q10。此外,还发现在Escherichia coli HB101这一菌株中,ddsA的表达使辅酶Q10的产量略超过了在野生型中占主导地位的辅酶Q8的产量。该结果证明了利用大肠杆菌大规模发酵生产辅酶Q10的可能性。     

类球红细菌添加前体物产辅酶Q_(10)的工艺优化

目的:考察摇瓶与发酵罐水平下类球红细菌CU20-9产辅酶Q10添加前体物质的最优配比。方法:通过正交试验优化发酵前体配比,考察摇瓶发酵多种前体物质的添加对辅酶Q10产量的影响,并利用发酵罐进行中试规模实验。结果:优化后发酵前体配比为维生素B1 10 mg/L、乙酸钠100 mg/L、对羟基苯甲酸20 mg/L、花生油0.01%。结论:前体添加及优化配比后,摇瓶及中试发酵水平下辅酶Q10的产量均有显著提高。     

基因改造Rhodobacter sphaeroides提高

[目的]通过敲除类球红细菌2.4.1基因组中八氢番茄素合成酶基因crtB,让异戊二烯前体更多流向辅酶Q10的合成.引入大肠杆菌编码的分支酸裂解酶基因ubiC和4-羟苯甲酸转移酶基因ubiA,提高4-羟苯甲酸的合成和与聚异戊二烯的连接,从而提高类球红细菌的辅酶Q10产量.[方法]以自杀型质粒pSUP202为载体,构建包含crtB基因上游2.5 kb片段,壮观霉素抗性基因,ubiC、ubiA基因和crtB基因下游2.5 kb片段的基因置换质粒,利用结合转移方法转入类球红细菌2.4.1中,利用抗性机制筛选双交换突变株,RT-PCR方法检测引入的ubiC和ubiA基因转录.用HPLC方法测定出发菌株和基因改造菌株的辅酶Q10产量.[结果]成功构建出基因置换质粒,筛选出发生基因置换的突变株,RT-PCR证实了外源基因的转录,并且突变株辅酶Q10的产量比出发菌株提高40％.[结论]大肠杆菌的ubiC和ubiA基因能够利用自身启动子在类球红细菌中表达,利用基因改造的方法能成功提高类球红细菌的辅酶Q10产量.     

被孢霉γ-亚麻酸高产菌株选育

利用紫外线复合氯化锂诱变高山被孢霉SM96,筛选出一株高产γ-亚麻酸的菌株TM11,产量比出发菌株(25mg/L)提高了近3倍。对影响其多不饱和脂肪酸产生的因子Mg2+,VB6,营养盐溶液,磷源,碳源,氮源酵母膏进行了正交试验,选出TM11最佳的培养基配方:MgSO4·7H2O1.0g,VB6150mg/L,酵母膏6g/L,葡萄糖100g/L,营养盐溶液1mL/L,K2HPO42g/L。在上述最佳培养基中TM11的生物量达18.0213g/L,总脂达10.8128g/L,GLA量达668mg/L。     

硫胺素对Arthrobacter sp.A302环磷酸腺苷发酵的影响

研究在培养基中加入硫胺素（V B1）对cAMP发酵的影响。结果表明：V B1的最适添加量为0.5 g/L,与对照组相比,环磷酸腺苷（cAMP）产量和细胞干质量分别提高了36.4%和41.8%,达到7.5和7.8 g/L。琥珀酸和α-酮戊二酸的含量有明显的提高,平均提高了43.59%和40.77%;同时,主要副产物乙酸的含量没有明显变化。在发酵过程中,V B1的加入对ATP的含量及与cAMP合成密切相关的几种酶的活性也有显著的影响。     

茄尼醇转化高产辅酶Q10菌株的分离鉴定与发酵条件的研究

采用以异戊二烯为唯一碳源的选择性平板筛选模型,从钱塘江沿岸杭州市九堡段土壤中新筛选到一株产辅酶Q10的细菌菌株E03,经形态、生理生化、Biolog碳源利用试验和16S rDNA序列分析,确定E03属于鞘氨醇属(Sphingomonas sp.),命名为Sphingomonas sp.ZUTE03.摇瓶试验确定了该菌发酵生产辅酶Q10的最佳碳源为葡萄糖15 g/L,氮源为硫酸铵10 g/L,初始pH8.0,发酵温度25℃,并考察了该菌转化茄尼醇产辅酶Q.0的发酵工艺,以合适溶剂为溶解体系,于发酵培养基中摇床培养12 h后,加入终浓度为0.75 g/L的茄尼醇粗品,转化12 h,辅酶Q10产值可达96.88 mg/L.     

耐乙酸粘红酵母合成油脂

乙酸是木质纤维素在水解过程中的主要副产物,高浓度的乙酸严重影响产油微生物的生长和油脂合成。本文研究了粘红酵母对乙酸的耐受性及其利用乙酸合成微生物油脂的能力。结果表明,在初始葡萄糖、木糖浓度分别为6 g/L和44 g/L的混合糖培养基中,乙酸浓度低于10 g/L时,不会对菌体生长产生抑制作用,油脂合成还得到了促进。当乙酸添加量为10 g/L时,生物量、油脂产量、油脂含量较对照组分别提高了21.5%、171.2%和121.6%。进一步研究表明,粘红酵母具备利用乙酸合成油脂的能力,当以乙酸为唯一碳源,浓度为25 g/L时,油脂产量达到3.20 g/L,油脂质量得率为13%。微生物油脂成分分析表明,粘红酵母以乙酸为底物制得的油脂可以作为制备生物柴油的油脂原料,其主要成分为棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸,其中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量分别为40.9%和59.1%。由于粘红酵母具有利用乙酸合成微生物油脂的能力,在以木质纤维素水解液为原料生产微生物油脂的脱毒过程中,一定浓度的乙酸可以不必脱除。     

产脂肪酶菌株C7828-5的筛选、鉴定以及产酶条件的优化

以花生油为唯一碳源,从海口市各地被油脂污染土样中分离筛选出1株中温碱性脂肪酶菌株C7828-5。形态学、生理生化特征和分子生物学鉴定结果表明,该菌株为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。该菌所产脂肪酶的最适温度为37℃,最适pH为8.0。优化了菌株的产酶条件,最适产酶培养基(g/L)为:蔗糖5、牛肉膏20、(NH_4)_2SO_41、MgSO_4·7H_2O 0.5、CaCl_20.5,聚乙烯醇花生油乳化液120 mL,发酵72 h,获得高达8.08 U/mL的脂肪酶表达量。     

几种营养物质对烟草细胞生长和CoQ10含量的影响

研究了蔗糖、KH₂PO₄、NH₄NO₃比对烟草细胞生长和CoQ₁₀量的影响,结果表明,当蔗糖浓度为30g/L时,CoQ₁₀总量最高,此时细胞产量、CoQ₁₀含量和总量分别为19.8g/L、414.7μg/g(dwt)、8212μg/L。在上述蔗糖浓度下,当KH₂PO₄起始浓度为340mg/L、NH₄NO₃为12时,细胞产量、CoQ₁₀含量和总量分别最高,高于此比例时有利于CoQ₁₀形成 ,但不利于细胞生长。     

Coenzyme Q(10) production by immobilized Sphingomonas sp. ZUTE03 via a conversion-extraction coupled process in a three-phase fluidized bed reactor

A three-phase fluidized bed reactor (TPFBR) was designed to evaluate the potential of CoQ(10) production by gel-entrapped Sphingomonas sp. ZUTE03 via a conversion-extract coupled process. In the reactor, the CoQ(10) yield reached 46.99 mg/L after 8 h of conversion; a high-level yield of about 45 mg/L was maintained even after 15 repetitions (8 h/batch). To fully utilize the residual precursor (para-hydroxybenzoic acid, PHB) in the aqueous phase, the organic phase was replaced with new solution containing 70 mg/L solanesol for each 8 h batch. The CoQ(10) yield of each batch was maintained at a level of about 43 mg/L until the PHB ran out. When solid solanesol was fed to the organic phase for every 8 h batch, CoQ(10) could accumulate and reach a yield of 171.52 mg/L. When solid solanesol and PHB were fed to the conversion system after every 8 h batch, the CoQ(10) yield reached 441.65 mg/L in the organic phase after 20 repetitions, suggesting that the conversion-extract coupled process could enhance CoQ(10) production in the TPFBR.     

Coenzyme Q10 protect against ischemia/reperfusion induced biochemical and functional changes in rabbit urinary bladder

Purpose Ischemia, reperfusion, and free radical generation have been recently implicated in the progressive bladder dysfunction. Coenzyme Q10 (CoQ10) is a pro-vitamin like substance that appears to be efficient for treatment of neurodegenerative disorders and ischemic heart disease. Our goal was to investigate the potential protective effect of CoQ10 in a rabbit model of in vivo bilateral ischemia and ischemia/reperfusion (I/R). Material and Methods Six groups of four male New Zealand White rabbits each were treated with CoQ10 (3 mg/kg body weight/day—dissolved in peanut oil) (groups 1–3) or vehicle (peanut oil) (groups 4–6). Groups 1 and 4 (ischemia-alone groups) had clamped bilateral vesical arteries for 2 h; in groups 2 and 5 (I/R groups), bilateral ischemia was similarly induced and the rabbits were allowed to recover for 2 weeks. Groups 3 and 6 were controls (shams) and were exposed to sham surgery. The effects on contractile responses to various stimulations and biochemical studies such as citrate synthase (CS), choline acetyltransferase (ChAT), superoxide dismutase (SOD), and catalase (CAT) were evaluated. The protein peroxidation indicator, carbonyl group, and nitrotyrosine contents were analyzed by Western blotting. Results Ischemia resulted in significant reductions in the contractile responses to all forms of stimulation in vehicle-fed rabbits, whereas there were no reductions in CoQ10-treated rabbits. Contractile responses were significantly reduced in vehicle-treated I/R groups, but significantly improved in CoQ10-treated rabbits. Protein carbonylation and nitration increased significantly in ischemia-alone and I/R bladders; CoQ10 treatment significantly attenuated protein carbonylation and nitration. CoQ10 up-regulated SOD and CAT activities in control animals; the few differences in CoQ10-treated animal in SOD and CAT after ischemia and in general increase CAT activities following I/R. Conclusions CoQ10 supplementation provides bladder protection against I/R injury. This protection effect improves mitochondrial function during I/R by repleting mitochondrial CoQ10 stores and potentiating their antioxidant properties.