一株两氨酸高产菌

<正> α-丙氨酸目前世界年产量约200吨,年增长率属于各类氨基酸之首,其生产有直接发酵法、天门冬氨酸脱羧酶法及丙酸合成法等,在直接发酵法中,我们曾用Arthrobac tec SP. AS1.8号菌从葡萄糖产生2.3%的丙氨酸,有报导用Brevi bacterium ge lat inosum菌可得到40%的产率。     

一株两氨酸高产菌

<正> α-丙氨酸目前世界年产量约200吨,年增长率属于各类氨基酸之首,其生产有直接发酵法、天门冬氨酸脱羧酶法及丙酸合成法等,在直接发酵法中,我们曾用Arthrobac tec SP. AS1.8号菌从葡萄糖产生2.3%的丙氨酸,有报导用Brevi bacterium ge lat inosum菌可得到40%的产率。     

生物发酵丙酸钙生产150m~3发酵罐放大工艺摸索

<正>丙酸钙CAS NO.4075-81-4,分子量为186.22,熔点300℃,为白色结晶性粉末或颗粒,可溶于水,微溶于甲醇、乙醇,不溶于苯、丙酮及醚类。它可有效抑制霉菌、革兰氏阴性杆菌、好气性芽孢杆菌等,又可通过代谢被人体吸收,因此是世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)批准使用的安全食品防腐剂。工业上一般用氢氧化钙为原料,在反应容器中将丙酸加入到氢氧化钙悬浮液中,保持反应温度在70-100℃,反应时间2-3小时,反     

VB_(12)副产物丙酸的脱水工艺研究

以丙酸菌发酵生产维生素B12(VB12)的废弃物中,含有丙酸、乙酸、铵盐、蛋白质等成分,废弃物未经充分处理就大量排放,既造成环境污染,又浪费资源。而丙酸及其衍生物因具有广泛的用途,每年在我国需大量进口。本论文采用萃取-蒸馏法脱水工艺对丙酸菌发酵废液中的丙酸进行提取纯化,并最终认为萃取-蒸馏法是一种高效、经济、适用的新纯化工艺,它可将VB12生产废液中的丙酸混合水溶液脱水提取丙酸,且丙酸的回收率均达95%。     

生物乙烯研究进展

乙烯是世界需求量最大的化工原料,被广泛用于制造塑料制品、纺织品及其他化工产品。目前,最常用的生产乙烯的方式是通过石油裂解制备乙烯,但其存在生产成本高、环境不友好等弊端,这为生物乙烯的发展带来契机。生物乙烯合成以CO2或生物质等可再生能源为原料,具资源节约、环境友好的优势。描述了生物乙烯合成的两种途径──间接和直接合成途径,着重论述微生物通过乙烯合成酶(EFE)直接合成乙烯的原理,描述了EFE的结构、序列及催化机制,列举了数个工程菌异源合成乙烯的成功案例,提出提高产量的策略,并对微生物制乙烯的发展前景进行展望。     

生物法合成戊二胺研究进展

随着经济快速发展,大气污染和全球变暖的趋势日益恶化。世界上每年消耗大量石化资源来源的聚酰胺,戊二胺作为聚酰胺的重要组成单体,生物法合成戊二胺具有经济学和生态学双重意义。目前,生物法合成戊二胺的工程菌主要有谷氨酸棒状杆菌和大肠杆菌,文中从微生物中戊二胺的代谢、戊二胺合成途径的关键酶和转运蛋白、戊二胺生产最佳代谢途径和戊二胺产量的预测、代谢工程研究进展等方面综述了生物法合成戊二胺的最新研究现状和进展,并对其前景进行了展望。     

产酸丙酸杆菌FS1171产丙酸发酵动力学研究

对产酸丙酸杆菌(Propionibacterium acidogenes)FS1171产丙酸的分批发酵动力学进行研究,基于经典发酵动力学模型(Logistic、Luedeking-Piret、Dose-Resp方程)及Origin软件优选模型(Boltzmann方程)两种方法分别构建丙酸发酵过程中菌体生长、丙酸合成及底物甘油消耗随时间变化的动力学模型,软件分析表明,经典发酵动力学构建的模型拟合度整体不如Boltzmann方程构建的动力学模型,但前者所构建的3个动力学模型之间有较好的关联性,两种方法构建的模型拟合值和实验值能较好的吻合,说明所构建的产酸丙酸杆菌的发酵动力学能较好地反应丙酸杆菌的发酵过程,为优化发酵过程和工业上放大生产丙酸提供参考。     

扭脱甲基杆菌AM1生物加工过程研究进展

甲醇作为重要的一碳化工原料,可由甲烷、合成气和CO_2等转化制得。扭脱甲基杆菌AM1是以甲醇作为唯一碳源和能源来进行生物发酵的微生物。由于原料来源广泛,发酵过程染菌的风险低,且能够利用合成培养基降低生产成本,同时产物后处理简单,扭脱甲基杆菌AM1被广泛利用在生物化工领域。目前,扭脱甲基杆菌AM1以甲醇作为碳源,已经成功实现了工业化生产单细胞蛋白。随着分子生物学技术的发展,扭脱甲基杆菌AM1以甲醇为底物有望合成更多高附加值的产品。本文中,笔者对扭脱甲基杆菌AM1生物加工过程进行综述,希望对甲醇基生物工业有所启发。     

生物法合成3-羟基丙酸的研究进展

3-羟基丙酸是一种重要的平台化合物,应用广泛。生物法是实现高效合成3-羟基丙酸的重要手段,近年来发展迅速。针对3-羟基丙酸的天然合成途径、工程合成途径,特别是利用葡萄糖、甘油等廉价底物合成3-羟基丙酸的代谢工程进展进行了综述和比较。同时,对生物法合成3-羟基丙酸的主要问题进行了讨论,并提出了解决相关问题的建议。另外,根据现阶段的研究进展,对3-羟基丙酸的产业化发展进行了展望。     

乙烯的直接生物合成

乙烯是世界上需求最大的化工原料,随着石油资源的日益枯竭和原油价格的不断攀升,生物乙烯迎来了重大发展机遇。文中主要比较两条生物乙烯合成途径——生物乙醇脱水制备乙烯途径 (即间接途径) 和生物乙烯的直接合成途径,重点论述了直接合成途径和途径中关键酶的性质、利用微生物直接合成生物乙烯的基因工程策略、工程化制造生物乙烯的前景及成功事例,并指出直接合成生物乙烯替代石化乙烯具有较大的市场潜力。     

合成生物学与代谢工程在谷氨酸棒杆菌产氨基酸中的应用

氨基酸是重要的化合物,在食品、医药、化工等领域具有广泛用途.多种氨基酸可以通过蛋白质水解提取法、化学合成法以及微生物法生产,现如今大部分的氨基酸都开始尝试微生物发酵法实现工业生产.谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)作为发酵生产氨基酸的先驱者,其生产的氨基酸产量已达年产数百万吨.随着合成生物学技术以及新一代基因编辑技术的兴起,谷氨酸棒杆菌能生产的氨基酸种类从传统的几种氨基酸扩大到了几乎所有氨基酸及其衍生物.本文综述了近年来利用代谢工程及合成生物学工具对谷氨酸棒杆菌的改造技术,并介绍了一些利用谷氨酸棒杆菌生产传统氨基酸以及非天然氨基酸的典型案例,为谷氨酸棒杆菌突破所有氨基酸生产瓶颈提供参考.     

金环蛇抗菌肽在毕赤酵母中的组成型表达

[目的]建立金环蛇抗菌肽Cath-BF的毕赤酵母高效分泌表达系统。[方法]Cath-BF基因用引物重叠延伸法合成,克隆于p GAPZa-A,电转化毕赤酵母SMD1168,博莱霉素筛选高抗性转化子,以痤疮丙酸杆菌筛选抗菌肽高效分泌株,摇瓶培养确定分泌表达最适p H值。[结果]获得Cath-BF的毕赤酵母高效组成型分泌表达株,表达产物可有效抑制痤疮丙酸杆菌的生长,抗菌肽分泌水平与培养基p H值高度相关。[结论]成功构建金环蛇抗菌肽Cath-BF组成型高效分泌表达系统。     

糖基化学品的生物制造

正目前,糖基化学品的合成主要通过提取法、化学合成法来生产,然而这些合成法存在严重的弊端。化学合成法会带来严重的环境污染且生物活性低;提取法收率较低,原料有限。代谢工程作为一种重要糖基化学品合成工具,已经成为替代原有化学合成方法的有效策略。综述了N-乙酰氨基葡萄糖、木糖醇、海藻糖、甘草酸等几种应用广泛的精细糖基化学品的生物制造与应用,并讨论了生物制造糖基化学品的前景和挑战。     

代谢工程改造大肠杆菌生产乳酸的研究进展

乳酸是自然界中最小的手性分子,广泛应用于食品、医药和化工等领域,同时也是合成生物可降解塑料——聚乳酸的前体。目前,化学合成法和微生物发酵法是生产乳酸的两种主要方法,而后者在底物的可再生性、产物光学纯度和环境友好等方面均具有潜在优势。自然界中许多微生物细胞都能合成和积累乳酸,如大肠杆菌、酿酒酵母和乳酸菌等。与乳酸菌、芽胞乳杆菌和谷氨酸棒状杆菌等乳酸生产菌株相比,大肠杆菌具有生长速度快、营养要求简单、易于高密度发酵、代谢网络清楚、遗传操作方法成熟和产物乳酸光学纯度高等优势。本文中,笔者介绍了乳酸的研究现状及其在工业生产领域中的作用,系统综述了国内外通过代谢工程改造大肠杆菌生产乳酸的研究进展,在此基础上展望了乳酸生产研究的发展方向,以期为其工业应用提供参考。     

谷氨酸棒杆菌生产异亮氨酸辅因子策略及其基因组整合研究进展

L?异亮氨酸属于三大支链氨基酸,是人体8种必需氨基酸之一,广泛应用于食品、药品、保健品、化妆品等领域。目前,微生物发酵法是工业生产L?异亮氨酸的主要方法,其中谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）是发酵生产L?异亮氨酸的优势菌株,然而随机诱变会使产量的提高能力达到饱和,难以得到更加高产的菌株,因此针对诱变菌株进行理性改造已成为进一步提高产量的主要方式;且随着遗传操作技术在谷氨酸棒杆菌中的应用与优化,代谢工程育种已逐渐取代传统的诱变育种。综述了谷氨酸棒杆菌中L?异亮氨酸的生物合成途径、代谢调控机制和理性改造L?异亮氨酸生产菌株的策略,并对辅助因子工程应用于理性改造及对谷氨酸棒杆菌基因组整合策略进行了系统阐述,以期为工业水平稳定生产L?异亮氨酸高产菌株的基因组整合策略提供参考依据。     

S-腺苷甲硫氨酸的研究进展

S-腺苷甲硫氨酸(SAM)是甲硫氨酸和三磷酸腺苷相结合的代谢物,广泛存在于动植物和微生物体内,参与40多种生化反应,主要作为三种代谢途径(转甲基、转硫基、转氨丙基)的前体,临床上被广泛用于治疗肝病、抑郁症、关节炎等。SAM的制备方法主要有化学合成法、酶促合成法、发酵法三种。化学合成的SAM是消旋体,需进行光学拆分,且存在产率低、原料L-高半胱氨酸价格昂贵和环境污染等问题。酶促合成法合成的SAM纯度高,但原料ATP成本太高。发酵法已成为目前生产SAM最常用的方法,欧洲利用发酵法生产SAM已实现了产业化,但国内的起步较晚,目前还处于实验室研究阶段。因此,应加强发酵法生产SAM的产业化关键技术研究。     

脱氧腺苷钴胺素生物合成途径中一种中间产物的研究

在费氏丙酸杆菌（Propionibacterium freudenreichii）发酵生产维生素B12的研究中,分离到脱氧腺苷钴胺素合成途径中一种关键而稳定的中间产物。该物质在维生素B12发酵过程中大量积累,当添加前体物质5,6-二甲基苯并咪唑(DMB)后可完全转化为脱氧腺苷钴胺素,光谱和质谱分析其应是脱氧腺苷钴胺素合成途径的中间产物－腺苷钴啉醇酰胺。对此中间产物的研究可深入了解厌氧合成脱氧腺苷钴胺素的代谢途径,并运用代谢调控手段优化工艺,指导厌氧发酵生产维生素B12的生产实践。     

痤疮丙酸杆菌的分离鉴定及其对瘤胃微生物发酵的影响

摘要：【目的】奶牛围产期能量代谢的特点是能量负平衡,瘤胃发酵产生的丙酸是奶牛糖异生供能的主要底物,对预防奶牛能量负平衡具有重要的意义。本研究旨在从健康奶牛瘤胃液中分离、筛选出以产丙酸为主的痤疮丙酸杆菌,研究其瘤胃发酵特性。【方法】无菌采取装有瘤胃瘘奶牛的瘤胃液,按照厌氧菌分离步骤,通过丙酸生成菌株的特异性培养基SLB进行筛选,提取分离菌的基因组DNA,克隆其16S rRNA基因,进行序列测定,分离出一株痤疮丙酸杆菌。通过体内外发酵试验研究痤疮丙酸杆菌对瘤胃液pH、挥发性脂肪酸和乳酸的影响。【结果】通过形态学观察、生化反应和序列分析证实所分离的一株产丙酸的杆菌为痤疮丙酸杆菌。该菌株在体外发酵过程中,瘤胃液pH先下降,在12h时降至最低,随后上升;乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸先升高,于12h时升至最高,随后又降低;乳酸浓度和乙酸/丙酸总体上一直下降;在体内发酵过程中,pH总体上下降;乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸总体上升。【结论】在国内首次从健康牛瘤胃液中成功分离出一株痤疮丙酸杆菌,为今后研发预防奶牛能量负平衡的微生态制剂奠定基础。     

壳梭孢素(Fusicoccin)刺激乙烯生成的一些特性

菜豆初生叶叶柄自叶枕下端起第二个6mm长的切段对FC刺激乙烯生成的反应最为敏感。FC刺激乙烯生成最低有效浓度为1μM,随着浓度提高而增强。无论浓度高低,滞后期都是30分钟左近。在乙烯生成速度下降过程中,追加FC,则其速度又可回升。CHI可抑制FC的刺激作用。FC刺激乙烯生成是由于促进ACC合成。切断氧的供应,FC不能使ACC转化为乙烯,则ACC在细胞中积累起来。这提示FC不参与ACC转化为乙烯这一过程,而是在与ACC形成有关步骤上发挥其作用。     

氧化葡萄糖酸杆菌生物催化1,3-丙二醇合成3-羟基丙酸

3-羟基丙酸是一种潜在的重要化工产品,可作为中间体合成多种有经济价值的工业用化合物。文中利用氧化葡萄糖酸杆菌生物催化1,3-丙二醇合成3-羟基丙酸。首先在50 mL摇瓶中(转化体系为10 mL)考察细胞加入量、底物和产物浓度等对催化反应的影响。在此基础上,在2 L鼓泡塔中(转化体系为1 L),采取适当的补料方式和生物转化与分离相耦合的手段解除抑制,以提高目标产物终浓度。结果表明:高底物和产物浓度通过降低反应初速度抑制转化的进行,并确定了最佳催化反应条件为6 g/L菌体量,pH 5.5。利用流加补料方式维持反应体系中底物浓度在15~20 g/L,经过60 h的反应,3-羟基丙酸的浓度达到60.8 g/L,生产强度为1.0g/(L.h),转化率为84.3%。采用生物转化与分离相耦合的方法,经过50 h的转化反应,3-羟基丙酸的总产量达76.3 g/L,生产强度为1.5 g/(L.h),转化率83.7%。研究结果对利用氧化葡萄糖酸杆菌的不完全氧化醇类化合物特性实现其在工业生物催化中的应用具有一定的指导意义。