NH_4~+离子和Cl~-离子影响谷氨酰胺发酵的研究

在微酸性条件下,当有高浓度铵盐存在时,谷氨酸发酵将转向谷氨酰胺发酵。本文阐述了用硫酸铵和氯化铵作氮源时的不同发酵结果,以及用氯化铵时NH_4~+离子和Cl-离子对发酵的影响。     

谷氨酰胺发酵条件的研究

以黄色短杆菌ＳＧｒ和ＤＯＮｒ抗性菌株作为生产菌株,在１６升罐对产谷氨酰胺的发酵条件进行了研究。试验结果,产谷氨酰胺５．２２％,周期４４ｈ,转化率３３．３％。该变异菌株具有工业化开发的价值。     

铜离子稳态平衡分子机理研究进展

铜离子是生物体不可缺少的微量元素。作位酶的辅助因子,铜离子驱动着包括细胞呼吸、神经递质的传递、铁离子的摄取和抵抗氧化应激在内的重要生理过程。然而,过量时,铜离子是有害的,能损坏像DNA、蛋白质和脂肪这样的生物分子。正因为如此,生物体必须平衡细胞体内铜离子的水平。铜离子稳态平衡相关的遗传缺陷是造成Menke和Wilson疾病的原因。铜离子也被发现与癌症和神经退行性疾病有关。对酵母和其他生物体的研究发现,存在铜离子的摄取、分送、储存、排泄和抵抗毒性水平铜离子的专一机制。调控这些专一机制的铜离子信号分子是细胞平衡铜这个必不可少却又有害的离子的关键。     

NH4+离子和Cl-离子影响谷氨酰胺发酵的研究

在微酸性条件下,当有高浓度铵盐存在时,谷氨酸发酵将转向谷氨酰胺发酵。本文阐述了用硫酸铵和氯化铵作氮源时的不同发酵结果,以及用氯化铵时NH₄⁺离子和Cl^-离子对发酵的影响。     

pH值对谷氨酰胺发酵的影响

碳酸钙的质量规格差异会影响摇瓶发酵试验结果,对这一点很少被人注意。我们以分析纯和化学纯两种碳酸钙为pH调节剂,进行了谷氨酰胺发酵试验,实验证明两种碳酸钙由于调节发酵液值能力不同,最终造成发酵结果不一样。     

维持细胞内铜离子浓度稳定的分子机制

对生命而言,铜是一种必须的微量元素,它以辅基的形式参与细胞内多种重要的代谢途径。赖氨酸氧化酶参与结缔组织的形成和胶原交联,超氧化物歧化酶清除胞内自由基,细胞色素氧化酶是呼吸链电子传送蛋白,酷氨酸酶参与色素形成途径,多巴胺β羟化酶则与神经传导有关。细胞内铜离子浓度过低会影响这些酶的活性及相应的生理代谢途径,影响细胞的生存。但细胞内铜离子浓度超过生理需求也会引起严重的问题。铜离子能氧化蛋白,脂类和ＤＮ     

谷氨酰胺转胺酶发酵条件的优化研究

通过优化种子培养条件和发酵培养基组分使谷氨酰胺转胺酵产酶水平有了很大的提高,确定种龄为20－24h,接种量8％左右。发酵培养基含淀粉15g/L、葡萄糖15g/L、蛋白胨25g/L、酵母膏3g/L、无水硫酸镁2g/L、磷酸氢二2g/L,无水磷酸二氢钾2g/L,24－28h添加质量浓度为0．5％的硫酸铵,在10L发酵罐实验中,验证了溶解氧对MTG合成至关重要,确定较适宜通气量1：1．25vvm,搅拌转速300mr/min,最高产酶单位最终稳定在3．2u/mL,放罐时间在44－46h左右较适宜。     

铜离子胁迫对两种地衣细胞结构的影响

采用光学显微镜徒手切片技术和透射电子显微镜超薄切片制备技术,以两种叶状地衣即中国树花(Ramalina sinensis)和地卷(Peltigera rufescens)为实验材料,研究了不同浓度CuSO4(0、1、2、3、4mmol/L)处理24h后地衣体细胞的存活率以及Cu2+胁迫对细胞超微结构的影响。结果显示:(1)光学显微镜下可初步确定,Cu2+浓度越大中国树花共生藻细胞存活率越小,而同样处理条件下地卷共生藻细胞的存活率则基本保持不变。(2)低浓度Cu2+(1mmol/L)对中国树花细胞结构基本无影响,细胞壁、细胞膜及细胞内的线粒体、叶绿体完整;随着Cu2+浓度增加,当处理Cu2+浓度为2mmol/L时,细胞壁无损,但细胞膜开始破坏形成小空泡,线粒体嵴变凌乱,叶绿体也出现皱缩,类囊体膨胀,基粒排列紊乱;当Cu2+处理浓度大于2mmol/L时,共生藻的细胞膜和细胞器出现不同程度的损伤;当Cu2+浓度为3mmol/L时,细胞壁变薄,细胞膜形成的空泡变大,细胞内部结构变松散,蛋白核消失,叶绿体与细胞质混在一起,基粒片层扭曲,分布混乱,线粒体变形;当Cu2+浓度达4mmol/L时,细胞结构完全受到破坏。(3)不同浓度Cu2+处理对地卷共生藻细胞结构无明显的影响,在所有处理条件下地卷共生藻细胞壁、细胞膜都完整,且大多数共生藻细胞处于分裂状态。研究认为,中国树花对Cu2+胁迫较敏感,Cu2+耐受在1~2mmol/L之间,Cu2+浓度与中国树花细胞结构的损伤程度存在着明显的剂量效应关系,Cu2+浓度越高,其属于共球藻的真核共生藻细胞受损程度越大;地卷对Cu2+胁迫具有一定的耐性,Cu2+胁迫下地卷属于蓝藻的原核共生藻细胞仍能繁殖分裂产生子代细胞。     

集胞藻PCC6803铜离子诱导表达平台的构建

在集胞藻PCC6803中,基因敲除是研究基因功能的最直接有效的方法,但是对于某些生存必需的基因则无法通过这种方法获得突变株。为研究集胞藻PCC6803中此类基因的功能,在其基因组中构建了一个petE基因启动子（PpetE）控制的铜离子诱导表达的平台。将集胞藻PpetE装配在lacZ报告基因的上游,通过同源双交换整合到这种蓝藻的基因组中。通过调节培养基中铜离子的浓度发现,lacZ的表达能够人为控制。特别是当铜离子浓度在6－400nmoL／L范围时,LacZ活力随铜离子浓度增加呈S型增长关系。利用这个铜离子诱导表达平台,可以控制某些必需基因的表达：提供铜离子维持细胞生存;而撤去铜离子时则关闭基因的表达,可以观察其对生命活动的影响。     

铜离子与乙烯受体关系研究进展

许多年前 ,人们一直推测金属离子如锌、铜为受体感受乙烯所必需 ,但苦于没有直接证据。最近对拟南芥的生化和遗传学研究证实铜离子参与了乙烯信号的感受和转导。RAN1蛋白与酵母 CCC2蛋白和 Wilson &Menkes疾病蛋白同源 ,这些蛋白为转运铜离子的 P-型ATP酶。RAN1将铜离子整合到乙烯受体中 ,受体才能正常感受乙烯。铜离子投送可能是调节乙烯感受的重要因素     

响应面法优化L-谷氨酰胺发酵培养基的研究

目的:采用响应面法对L-谷氨酰胺发酵培养基成分进行优化,以提高L-谷氨酰胺发酵产量。方法:首先利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响L-谷氨酰胺产量的主要因素葡萄糖、玉米浆和(NH4)2SO4,在此基础上采用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,并利用中心组合设计及响应面分析法进行回归分析。结果:通过求解回归方程得到L-谷氨酰胺发酵培养基最佳浓度为葡萄糖100 g/L、玉米浆4.5 ml/L、(NH4)2SO437.2 g/L,L-谷氨酰胺产量理论最大值达41.0 g/L。结论:经模型验证,预测值与验证试验平均值接近,在优化条件下谷氨酰胺产量提高了37.6%。     

大豆初生根凯氏带对铜离子的通透性

采用在根内生成有色铜沉淀的方法研究大豆(Glycine max)初生根凯氏带对铜离子的通透性。用真空泵抽取浓度为200 μmol·L^–1 的CuSO₄溶液进入根中, 然后在重力作用下从根基部灌注400 μmol·L^–1的K₄[Fe(CN)₆]溶液, 两种物质在根内相遇即可产生棕色的Cu₂[Fe(CN)₆]沉淀, 根据沉淀的位置来确定铜离子所经过的途径。结果表明: Cu²⁺可以穿过内皮层凯氏带, 在木质部导管壁以及凯氏带至木质部之间的细胞壁处产生棕色沉淀, 侧根发生的部位也产生了大量的沉淀; 当抽取K₄[Fe(CN)₆]溶液后再灌注CuSO₄溶液, 发现Cu²⁺仍然可以穿过凯氏带, 并在凯氏带外侧以及外皮层细胞的细胞壁处产生棕色沉淀。研究结果证明凯氏带并不是一个可以完全阻止离子进出的完美屏障。     

蛋白质谷氨酰胺酶的发酵及初步分离和应用研究

研究了不同发酵条件对于产吲哚金黄杆菌（Chryseobacterium indologenes）生产蛋白质谷氨酰胺酶能力的影响,酶的分离和初步的应用。通过考察种子的生长曲线,发酵的温度、转速、摇瓶装液量,碳源和氮源,得出最大产酶能力的发酵条件为：30℃,200r/min,装液量25ml/250ml,蔗糖为碳源,多聚蛋白胨为氮源,发酵10~12h。初步分离研究表明在4倍超滤浓缩和4倍乙醇沉淀条件下,酶活力回收率均为最高,分别为84.99%和76.07%。该酶与酪蛋白37℃温育2h时,酪蛋白的脱酰胺度为41.03%,到24h后,脱酰胺度不再增加,并且酪蛋白的溶解性也有所增加。     

L-谷氨酰胺高产菌的选育和发酵条件

以嗜乙酰乙酸棒杆菌(Corynebacterium acetoacidophilum)LG-3为出发菌株,经紫外线(UV)和硫酸二乙酯(DES)诱变处理,磺胺胍(SG)、高浓度(NH4)2SO4定向筛选,获得1株谷氨酰胺高产菌株LG-65,在未经优化的条件下摇瓶发酵72 h可产谷氨酰胺43.5 g/L,比出发菌株的产量32.4 g/L提高了34.3%.在此基础上,对其发酵条件进行优化,经72 h摇瓶发酵产量可达47～48 g/L,7 L发酵罐补料分批发酵40 h可达55 g/L.     

谷氨酰胺的药理作用

谷氨酰胺是肠粘膜上皮细胞,肾小管细胞,淋巴细胞,巨噬细胞及成纤维细胞等的重要能量物质。在促进免疫功能,维持肠道机能,改善酸碱平衡失调及提高机体对创伤、感染等应急的适应方面有极其重要的药理作用。动物实验及临床研究表明谷氨酰胺及其二肽和类似物没有任何毒性及不良反应,如何将谷氨酰胺应用于临床将是今后的主要研究方向。     

谷氨酰胺提取分离研究

谷氨酰胺是一种十分有用的氨基酸,它既可作为治疗药物,又可作为其它合成药物的前体。目前国内以谷氨酸为原料,采用化学合成法生产谷氨酰胺,供作试剂用,产量十分有限。日本用发酵法生产谷氨酰胺,年产1000吨,还有增加趋势。谷氨酰胺的销售价格比较高,经济效益可观。近年来国内有好几个研究小组都在进行谷氨酰胺发酵研究。我们是国内第一个谷氨酰胺研究组,已在5m~3发酵罐上取得中试成功。谷氨酰胺发酵液中混有谷氨酸,而这些少量的谷氨酸采用等电点沉淀法并不能将它们去除,影响谷氨酰胺的纯度。我们采用离子交换树脂法,成功地将谷氨酸从谷氨酰胺和谷氨酸的混合物中分离掉,得到单一的谷氨酰胺。在将发酵液上柱交换之前,必须对发酵液进行预处理,我们试验了4种不同方法,结果表明第4种方法更适合工厂使用。从我们使用过的几种树脂的分离效果及树脂的价格看,考虑到工     

L-谷氨酰胺生产菌的选育和发酵工艺优化

用上海迪赛诺原L-谷氨酰胺生产菌种GB20为出发菌株,利用亚硝基胍诱变方法进行诱变筛选,获得目标株GB20-9090,再以目标株为发酵菌种,经过发酵过程的工艺优化,在5L小发酵罐生产水平达75g·L-1以上,在70M3发酵罐生产水平达70g·L-1以上。