运动发酵单胞菌积累聚羟基丁酸提高乙醇产量

运动发酵单胞菌是一种很有潜力的酒精生产菌。PHB是生物合成的一种聚酯,有研究表明,该类物质在微生物体内的积累能够提高宿主菌的抗逆能力。本文对运动发酵单胞菌进行了如下改造：将PHB合成操纵子phbCAB与来源于运动发酵单胞菌的丙酮酸脱羧酶的启动子准确融合,插入广泛宿主载体pBBR1MCS-1中,并利用电转化的方法转入运动发酵单胞菌中。在重组菌中检测到了PhaA和PhaB的酶活;并首次在运动发酵单胞菌中实现了PHB的积累。摇瓶实验表明,前48小时重组菌的乙醇积累量提高了约10%,后续发酵中可能由于葡萄糖耗尽,重组菌与野生菌乙醇积累量差别不大。     

拉曼光谱分析技术在资源微生物发酵性能评价中的应用

微生物发酵过程是细胞新陈代谢进行物质转化的过程,为了提高目标产物的转化率,需要对微生物发酵动态特性进行实时分析,以便实时优化发酵过程。拉曼光谱(Raman spectroscopy)量化测试作为一种有应用前景的在线过程分析技术,可以在避免微生物污染的条件下,实现精准监测,进而用于优化控制微生物发酵过程。【目的】以运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)为例,建立微生物发酵过程中葡萄糖、木糖、乙醇和乳酸浓度拉曼光谱预测模型,并进行准确性验证。【方法】采用浸入式在线拉曼探头,收集运动发酵单胞菌发酵过程中多个组分的拉曼光谱,采用偏最小二乘法对光谱信号进行预处理和多元数据分析,结合离线色谱分析数据,对拉曼光谱进行建模分析和浓度预测。【结果】针对运动发酵单胞菌,首先实现拉曼分析仪对单一产品乙醇发酵过程的精准检测,其次基于多元变量分析,建立葡萄糖、乙醇和乳酸浓度变化的预测模型,实现对发酵过程中各成分浓度变化的准确有效分析。【结论】成功建立了一种评价资源微生物尤其是工业菌株发酵液多种组分的拉曼光谱分析方法。该方法为运动发酵单胞菌等工业菌株利用多组分底物工业化生产不同产物的实时检测,以及其他微生物尤其工业菌株的选育和过程优化提供了新方法。     

代谢工程改造运动发酵单胞菌用于提高乙醇产量

目的:采用可以在运动发酵单胞菌中表达的操纵子构建重组运动发酵单胞菌,用于提高该细菌对高温高糖的耐受性和提高乙醇产量.方法:用外来的YfdZ、MetB和Hsp构建的多顺反子质粒,转化运动发酵单胞菌而使其获得新的代谢途径.在玉米水解液中,验证了该多顺反子质粒对运动发酵单胞菌产生乙醇的影响.结果:与对照菌相比,在37℃和糖浓度为28%的培养条件下,该基因工程菌的乙醇产量提高到183.2%.在37℃,糖浓度为28%并添加氮源的条件下,该基因工程菌的乙醇产量提高到148.0%.结论:YfdZ、MetB及Hsp三种基因的共同作用能显著提高运动发酵单胞菌的乙醇产量和发酵温度.     

能源上的应用

卯135,用孟组大肠杆菌从葡萄精、乳精和木精有效地生产乙醉哄】/Altcrthum,F.…11 APPI.Environ.M沁robiol一1989,55(8)一1943一1948阵自DBA,1989,8(19),89一1 1483] 运动发酵单胞菌(Zy从omonas用obi价)的质粒编码了乙醇途径的酶类.存在于纤维素和半纤维素中的乳糖和所有主要糖类(葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳搪及甘露糖)可被含该质粒的重组大肠杆菌(及cherich细c口li)转化成乙醇.比较了8个菌株的环境耐性(耐盐性、耐乙醇性及对搪类和低pH的抗性)、质粒稳定性、运动发酵单胞菌丙酮酸脱氢酶的表达、底物范围和乙醇生产(从葡糖搪、乳糖…     

重组运动发酵单胞菌的构建及木糖利用特性研究

将大肠杆菌(Escherichia coli)木糖代谢的关键酶基因.引入到运动发酵单胞菌中,获得能利用木糖发酵生产乙醇的重组工程菌株PZM.混合糖发酵过程中,重组菌利用葡萄糖和木糖生成乙醇的效率分别达到理论值的81.2%和63.1%.     

产L-乳酸的运动发酵单胞菌代谢工程菌株的构建

以运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)CP4基因组DNA为模板,采用PCR技术克隆得到其丙酮酸脱氢酶基因(pdc)同源下游p3片段,并连接到广谱宿主载体pBBR1MCS3-Ppdc-ldhL中构建了重组质粒pBBR1MCS3-Ppdc-ldhL-p3,将此重组质粒转化到受体菌Z.mobilis CP4中,分别以Ppdc和p3片段作为同源上游和下游片段,利用同源双交换重组技术将重组质粒中的ldhL基因置换了Z.mobilis染色体中的pdc基因,得到重组菌株Z.mobilis CP4(△pdc∷ldhL).测得重组菌株乳酸产量为10.8g/L,明显高于出发菌株,说明初步成功构建了产L-乳酸的运动发酵单胞菌代谢工程菌株.     

响应面法优化重组工程菌的发酵工艺条件

目的：对基因改造运动发酵单胞菌的发酵工艺条件进行优化,提高重组菌发酵乙醇产量。方法：使用分子克隆实验操作技术构建重组运动发酵单胞菌,以单因素实验为基础,利用Box-Behnken中心组合实验和响应面分析法,确定了影响重组菌高产乙醇的三个重要因素。结果：成功构建含有YfdZ、MetB基因和Hsp基因的重组菌Zymomonas mobilis HYM,发酵主要影响因素的最佳条件分别为温度28℃,葡萄糖浓度24%（W/V）,pH7.4。在此优化条件下,Zymomonas mobilis HYM的乙醇产量可高达105.0735g/l,比原始菌株乙醇产量提高16.4%。结论：用中心组合设计和响应面分析法优化重组运动发酵单胞菌的发酵工艺条件,显著提高乙醇产量。     

用固定化运动发酵单胞菌由木薯淀粉水解物生产乙醇

运动发酵单胞菌可以发酵木薯淀粉水解物无需补加任何其他营养。木薯淀粉水解物(CSH)每升含可发酵糖150克。将木薯粉调水(1:5w/w)制成粉浆。每克淀粉加淀粉酶45单位,75℃,pH6.0水解     

发酵五碳糖和六碳糖产乙醇的细菌研究进展*

农作物废弃物中含有大量木质纤维素,经预处理或水解后能得到各种糖类的混合物,这些糖包括五碳糖和六碳糖(混合糖)。中报道了国内外近20年来在利用细菌发酵混合糖产乙醇方面的研究进展。重点介绍了几种重组大肠杆菌Escherichia coli和运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis利用混合糖产乙醇的特性。     

无花果叶共生菌发酵的菌种富集及抑菌活性的筛选

目的从无花果叶中分离和筛选能发酵分解无花果叶及具有抑菌作用的共生菌。方法采用以无花果叶作为唯一碳源的富集培养方法,分离共生菌并分析发酵菌群的构成。同时,通过研磨法直接分离无花果叶内生菌,对分离菌株进行分子生物学鉴定,利用平板滤纸片法进行菌株的抑菌活性分析。结果无花果叶发酵菌群由11种22株细菌构成,其中优势菌为短波单胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)、嗜温鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium thalpophilum)和副球菌(Paracoccus sp.)。没有获得发酵无花果叶的真菌菌群,只分离出1株产黄青霉菌(Penicillium chrysogenum)。直接分离共获得无花果叶内生细菌8种14株和内生真菌3种9株。抑菌试验表明,来源于富集培养的泡囊短波单胞菌(Brevundimonas vesicularis)和产黄青霉菌以及来源于内生菌的枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)对枯草芽胞杆菌、大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌3种指示菌有不同的抑菌作用,且它们的抑菌谱各不相同。泡囊短波单胞菌只在无花果叶中培养时才表现出抑菌活性。结论短波单胞菌可能与无花果叶的发酵分解有关,泡囊短波单胞菌与无花果叶之间发生了相互作用,因此,这2株菌可以作为无花果叶发酵的候选菌种应用。     

丙酮酸脱羧酶基因和乙醇脱氢酶基因表达载体的构建

以运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)的总DNA为模板,PCR扩增运动发酵单胞菌中的丙酮酸脱羧酶( Pyruvate decarboxylase,PDC)基因和乙醇脱氢酶Ⅱ(Alcohol dehydrogenaseⅡ,ADHⅡ)基因.将丙酮酸脱羧酶基因和含核糖体结合位点(RBS)的乙醇脱氢酶基因串联起来置于T7启动子控制下,构成多顺反子表达质粒pQR-PRA.经酶切和PCR验证,表达载体构建成功.将pQR-PRA转入大肠埃希菌(Escherichia coli)BL21中,转化子的定性检测表明有酶表达,并且初步测定了2种酶的表达量.     

微生物木糖发酵产乙醇的代谢工程

利用木质纤维素发酵生产乙醇具有广泛的应用前景。而自然界中缺少有效转化木糖为乙醇的微生物是充分利用纤维素水解产物、提高乙醇产率、降低生产成本的关键因素。多年来研究者利用分子生物学技术对微生物菌株进行了代谢工程改造,使其能更有效地利用木糖生产乙醇。以下主要对运动发酵单胞菌、大肠杆菌和酵母等候选产乙醇微生物的木糖代谢工程研究进展进行了概述。     

农业其它

980331 作为运动发酵单胞菌中启动子分析的敏感性报道基因的丁香假单胞菌成冰核基因[英]/Drainas, C.…∥Appl.Environ.Microbiol.-1995,61(1).-273～277[译自DBA,1995,14(8),95-04741] 在运动发酵单胞菌CUIRif2中表达了丁香假单胞菌转座子Tn3-Spice成冰核inaZ基因,以此作为报道基因并产生应用于生物技术方面的运动发     

能源上的应用

<正> 8 53389运动发酵单胞菌遗传技术的发展和菌株改良[会,英]/Skotnicki,M.L.…//Aust.Biotechnol.Conf.-1982,5Meet.-13～16[译自DBA, 1984, 3(18),84-08775]用亚硝基胍诱变运动发酵单胞菌(Zy-     

产乙醇工程菌研究进展

伴随着21世纪的到来,低油价的时代也悄然落幕。简要概述了燃料乙醇产生菌代谢工程的研究进展,包括了利用淀粉、戊糖及纤维素的工程酵母构建,运动发酵单胞菌利用戊糖工程菌的构建,引入外源乙醇合成途径的大肠埃希氏菌和产酸克雷伯氏菌等。对燃料乙醇的重视将促进开发能利用廉价原料和要求粗放的工程菌株用于高产乙醇的生产过程,以降低成本和能耗,其中能利用生淀粉的工程酵母及利用木质纤维素水解物的运动发酵单胞菌工程菌有较大的工业化潜力。     

半定量RT-PCR检测运动发酵单胞菌中外源基因转录水平的研究

本研究运用半定量RT-PCR法检测运动发酵单胞菌重组菌中外源基因xylB的转录水平。提取野生型运动发酵单胞菌CP4及其2个重组菌的总RNA, 检测无DNA污染后定量至同一浓度、并反转录为cDNA。观测目的基因xylB和内标基因16S rRNA的PCR扩增曲线、并确定合适的循环数, 选用相同量的cDNA为模板, PCR检测各样本中xylB相对16S rRNA的转录水平。结果表明野生型菌株CP4中xylB基因没有转录, 而两株重组菌中皆有xylB的转录本, 且转录丰度基本一致, 酶活测定也进一步证实该基因在重组菌中有效表达。该方法可用于鉴定运动发酵单胞菌中特定基因的转录水平, 是一种快速有效的检测方法。     

酶和发酵工程

<正>本文介绍了利用再循环技术直接测定维持能量系数的简单而又快速的方法。该系数在动力学的基础研究和过程开发中起着很重要的作用。运动发酵单胞菌ATCC31821培养在含葡萄糖、盐类、泛酸钙、L-天冬氨酸和L一丝氨酸的合成培养基上。在装有仪器和完全装满料的生物反应器(Braun)上连     

南极交替单胞菌R11-5产卡拉胶酶的发酵条件优化

【背景】极地寒冷环境中发现了大量具有潜在应用前景的冷适应酶,同时也存在种类繁多的海藻多糖降解菌,因此极端环境微生物是筛选获得新颖、高效多糖降解酶的重要新源泉。由于筛选培养基通常并非野生菌发酵产酶的最优条件,为了使野生菌的产酶效率达到最高,需要对其培养条件进行优化,从而为其深入研究及开发利用提供依据。【目的】对一株产卡拉胶酶的南极菌株进行种属鉴定,并采用响应面法对该菌的发酵产酶条件进行优化。【方法】通过16SrRNA基因对产卡拉胶酶的南极菌株进行种属鉴定,采用响应面法优化南极菌株产酶发酵条件。【结果】该南极菌属于交替单胞菌属(Alteromonas),命名为交替单胞菌R11-5。发酵条件优化结果显示,7个环境因子影响交替单胞菌R11-5的产酶量。利用Design-Expert软件中的Plackett-Burman设计实验,筛选出影响交替单胞菌R11-5产酶量的4个主要因素分别为培养温度、牛肉膏浓度、卡拉胶浓度和Ca~(2+)浓度。通过Box-Behnken设计和响应面分析得到交替单胞菌R11-5最佳产酶发酵条件为:温度15.0°C,牛肉膏浓度11.0 g/L,卡拉胶浓度3.0 g/L,Ca~(2+)浓度5.0 mmol/L。优化后发酵上清液酶产量达到87.193 U/mL,与优化前相比提高了1.8倍。【结论】响应面法提高了南极交替单胞菌R11-5卡拉胶酶的产量,为其开发应用提供了科学依据。     

产乙醇运动发酵单胞菌的研究进展

运动发酵单胞菌作为天然生产乙醇的主要微生物之一,具有特殊的Entner Doudoroff途径和其他一些特殊的糖代谢和能量代谢方式,因此具有乙醇产率高和乙醇耐受力强的显著特点。通过简述运动发酵单胞菌的糖代谢和能量代谢、乙醇和高渗透压等耐性及其遗传改造三方面的研究进展,阐明其应用于燃料乙醇生产的巨大潜力     

北京地区鲤科鱼暴发性传染病的病原研究

本文报道了北京地区从自然患暴发性传染病的鲢、鳙、鲤等鱼体上分离到16个菌株,其中有8株菌致病力明显,特别是SC96-1-1和SC96-2-4等株菌,能使受试鱼感染显症和致死,仅需6～24 h,其发病率达100％。经对该菌进行形态、生理生化特性测定及分类鉴定后,确认该菌是一种革兰氏阴性菌,为具有运动力的短杆菌,有如下特点：氧化酶和V-P反应均呈阳性,发酵葡萄糖产酸、产气,发酵甘露醇,不发酵肌醇,不分解脲素。并证实北京地区暴发性传染病病原为嗜水产气单胞菌(Aeromonas hydrophila)。该结果为进一步防治北京地区鲤科鱼暴发性传染病提供了科学依据。