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。     

CN101298620 天然纤维素原料经离子液体分级处理一步发酵制备乙醇的方法

本发明涉及利用天然纤维素原料经离子液体分级处理一步发酵制备乙醇的方法。其中将天然纤维素原料依次用离子液体A和B处理分别除去半纤维素、木质素后,再以得到的纤维素为底物一步发酵制备乙醇,所述的离子液体A为酸性或碱性离子液体,所述的离子液体B为卤化咪唑类离子液体。     

微量元素Mn离子对DY芽孢杆菌芽孢形成影响的研究

目的研究DY芽孢杆菌发酵过程中微量元素Mn离子对芽孢形成率的影响。方法通过实验设计,调整发酵用水中锰离子的浓度,进行DY芽孢杆菌生产曲线的同步发酵分析,并对发酵终产物进行生化反应鉴定。结果实验结果显示0．08mg／L锰离子发酵浓度,显著提升了DY芽孢杆菌发酵过程中芽孢形成率,且最终发酵产物生化反应鉴定符合生产菌种原始特征。结论DY芽孢杆菌发酵过程中,除发酵培养基的选择、培养条件的控制等因素会影响芽孢形成率外,作为微量元素,适量Mn离子的引入,可以影响菌体生长曲线,促进芽孢的形成,使菌体活性更高,从而使发酵效果得到显著提升,为今后更进一步提高发酵质量提供了基础和依据。     

耐铵型产琥珀酸放线杆菌的选育及铵离子对其生长代谢的影响

经硫酸二乙酯(DES)诱变,在含61～242mmol/LNH4+梯度平板中,筛选到一株耐铵型突变株YZ25,该菌株在含121mmol/LNH4+发酵培养基中,琥珀酸产量达32.68g/L,转化率为65.4%,比出发菌提高了180.5%。进一步考察了不同形态铵盐对YZ25生长的影响,结果表明添加少量铵盐能够提高突变菌的生长速率,但当超过一定量后菌株生长受到抑制,不同铵盐对菌株的抑制程度不同,硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵和硝酸铵对突变株YZ25的半抑制浓度分别为:215mmol/L、265mmol/L、235mmol/L、210mmol/L。为了考察铵离子对YZ25发酵产琥珀酸的影响过程,在3.0L发酵罐以氨水作为pH的调控剂发酵,结果表明在稳定期前菌株生长基本不受铵离子抑制,生物量能够达到正常水平,但是进入稳定期后铵离子抑制作用越来越明显,导致菌株生长提前结束,耗糖不完全,产酸受阻。最后结合产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes代谢途径分析了铵离子对菌株抑制作用的机理。     

铜离子影响谷氨酰胺发酵的研究

研究了铜离子对谷氨酰胺发酵的影响,结果表明,微量铜离子对生成谷氨酰胺有促进作用,高浓度铜离子对微生物细胞有毒害作用。     

植物离子吸收补偿点

植物吸收无机离子时,内流和外流同时进行。内流为主动运输,外流为被动扩散,两者平衡时的介质离子浓度C_(min)被定义为离子吸收补偿点。本文从植物组织吸收无机离子的机理推出C_(min)的表达式,并纠正了文献中有关C_(min)的错误概念,最后还讨论了C_(min)的实际应用,尤其在筛选农作物品种方面的意义。     

非离子表面活性剂对生物丁醇发酵的影响

传统的丙酮-丁醇发酵的产物浓度过低(丁醇终浓度约为1.3 wt%),导致后期分离成本过高,从而影响了该过程的经济性,限制了其工业化进程。本文研究了高添加量的小分子非离子表面活性剂对生物丁醇发酵的影响。以吐温80为例,实验表明,当表面活性剂添加量超过其临界胶束浓度后,丁醇发酵的终浓度会随着表面活性剂添加量的增加而增加。当添加量达到5 wt%时,丁醇终浓度可以达到1.6 wt%,远高于该菌种的抑制浓度(0.8 wt%)。为阐明表面活性剂的作用机理,实验考察了吐温80对丁醇的增溶效应以及对发酵菌体表面亲疏水性的影响。结果表明,吐温80对丁醇的增溶效果很小,而对菌体表面的亲疏水性有较明显的影响。     

L-脯氨酸发酵研究

本文报道北京棒状杆菌(Corynebacterium pekinense) AS 1.299鸟氨酸缺陷型突变株 AS1.727发酵产生L-脯氨酸的研究结果。培养基中需亚适量的精氢酸、80-100μg／l的生物素和高浓度的铵离子。氮源以氯化铵最优,硫酸铵次之．实验表明氯离子有利于产生L-脯氨酸,镁离子也有促进作用。在本实验所 使用的培养基中,30℃培养5天,产L-脯氨要达25mg／ml以上。用生成特殊的、难溶于水的五氯酚脯氨酸复合物,结合离子交换法和溶媒抽提法等分离技术,提取产品。经熔点、元素分析、比旋光度、红外光谱分析及纸上色谱分析,证明产物确是L-脯氨酸。     

超氧化物歧化酶活性中心中铜离子的氧化还原研究

用电子顺磁共振EPR技术研究铜锌超氧化物歧化酶(Cu·Zn-SOD)与底物(O_2~(·-)反应达到平衡态时铜离子的EPR波谱表明,在平衡态时的铜离子处于还原态。用还原剂H_2O_2、NaBH_4处理Cu·Zn-SOD后,酶活力变化不同,电泳行为也不同。用NaBH_4处理SOD其活性及电泳行为接近天然酶,但经H_2O_2还原后的酶活性损失严重,电泳后出现多条色带。     

应用离子选择性电极研究植物组织及根部的离子运转

以往研究高等植物的组织或根部的离子运转,采用化学分析方法测定植物材料或外部溶液内离子浓度的变化,来观察离子运转的情况。60年代以来,发展了离子选择性电极。Hinke(1959)用玻璃微电极测定细胞内Na~+、K~+的活度。Bowling(1971)用K~+选择性的玻璃微电极插入玉米根皮层细胞的液     

利用克雷伯肺炎杆菌限制性底物发酵生产1，3-丙二醇

研究了克雷伯肺炎杆菌（Klebsiella pneumoniae）批式流加发酵生产1,3-丙二醇的发酵工艺,根据1,3-丙二醇的生产和菌体生长相关的特点,采用营养基质限制性流加的发酵工艺,通过控制氮源氯化铵以保持细胞稳定生长。结果表明：过低的氮源浓度,细胞生长受到限制,影响产物1,3-PD的合成;过高的氮源浓度,细胞比生长速率增加,但1,3-PD关于消耗甘油的得率降低,用于生长和维持代谢所消耗的甘油量增加。以0.41 g/(L·h)的氮源流加速率,残余氯化铵浓度在0.1 g/L时,转化率和生产强度最高。发酵25 h～28 h后,1,3-丙二醇最终浓度达到52.03 g/L,生产强度为2.04 g/(L·h),相对于甘油的摩尔转化率为0.66,分别比氮源限制前提高了28.0 ％、35.1 ％及29.4 ％。通过限制性流加氯化铵,控制细胞的比生长速率,使底物甘油有效转变为发酵的目标产物1,3-PD,有效实现产物1,3-PD的高生产强度以及对甘油的高转化率。     

离子膜法DL-α-丙氨酸清洁工艺研究

提出了多元溶剂循环合成和离子膜法分离DL α 丙氨酸新工艺 ,探讨了新工艺的清洁生产特点。多元溶剂循环合成中催化剂和未反应完的反应原料可循环使用 ,催化剂减少至原来用量的 1/3,反应控制更准确。离子膜分离过程采用反馈式离子膜分离装置 ,在反馈系统作用下 ,不需等电聚焦 ,部分电离迁移的DL α 丙氨酸可反馈回来 ,氨基酸的逃离率比以往的等电聚焦电渗析法大幅下降 ,由一般为 2 0 %～ 40 %降至 10 %以下 ;本系统电流效率可达 70 %以上 ,电流密度较高 ,增强了生产能力。总收率由老工艺的 6 0 %提高到 70 %。分离新工艺避免使用大量有毒易燃溶剂甲醇 ,新工艺采用了洁净能源———电力 ,降低能耗 5 0 %以上。避免了使用易受氯化铵腐蚀的大型精馏塔。新工艺符合当前大力提倡的减污、降耗、综合利用的清洁生产发展潮流     

离子转运蛋白调控钝齿棒杆菌离子和pH稳态促进L-精氨酸合成

L-精氨酸是一种半必需氨基酸,广泛应用于食品、制药、饲料等行业。【目的】当前对L-精氨酸生产菌株的研究,极少涉及离子转运领域。在本研究中,发现在发酵时适量添加外源K~+有利于促进钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum) SYPA5-5合成L-精氨酸。【方法】在C. crenatum SYPA5-5发酵培养基外源添加0.5 g/L和2.5 g/L的K_3PO_4,取对数期发酵样品进行转录组数据分析,挖掘出K~+转运相关的阳离子转运ATP酶CTAP1以及单价阳离子/H~+逆转运蛋白Mrp1A,研究其在C. crenatum SYPA5-5快速合成L-精氨酸阶段,对菌株生长及L-精氨酸合成的影响。【结果】对基因ctap1和mrp1分别进行敲除和过表达,深入研究突变株对L-精氨酸合成的影响。研究发现同时过表达离子转运蛋白CTAP1和Mrp1A更有利于胞内离子、pH稳态和渗透压调节,最终提高L-精氨酸的产量。在补料分批发酵中分别过表达Mrp1A、CTAP1以及同时过表达Mrp1A和CTAP1的菌株L-精氨酸产量分别达到61.4 g/L、63.9 g/L和65.3 g/L,产率分别为0.383 g/g、0.392 g/g和0.395 g/g,比C. crenatum SYPA5-5分别提高了34.9%、38.0%和39.1%。【结论】CTAP1是特异性的K~+转运ATP酶,可以将培养基中的K~+运输到胞内。同时Mrp1A可将胞内K~+和Na~+等单价阳离子运输到胞外,将胞外H~+运输至胞内,中和胞内L-精氨酸所导致的碱性环境,从而维持胞内pH稳定。CTAP1和Mrp1A的研究为解析离子转运机制和L-精氨酸合成之间的联系奠定了基础。     

光合磷酸化偶联机制的研究——Ⅲ.胺对光合磷酸化的促进作用

进一步研究比较了氯化铵和一些胺对光合磷酸化的影响。发现甲基胺等在低浓度(2×10~(-4)M)时,对光合磷酸化的影响与氯化铵相似,但它对磷酸盐的浓度要求较氯化铵低。用pH电极法测得氯化铵和甲基胺在促进光合磷酸化的浓度下时,能降低类囊体的质子吸收。2×10~(-4)M的氯化铵和甲基胺在高浓度磷酸盐存在时,也能促进闪光下的光合磷酸化,但对叶绿体的延迟发光无明显影响。     

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。     

稀土元素对谷氨酸发酵的影响

通过对谷氨酸发酵培养基中添加稀土元素的研究,确定了几种能对发酵产酸有提高作用的稀土元素及其浓度,其中La^3 、Ce^4 、Nd^3 离子浓度分别为100mg/L、10mg/L、1mg／L时能提高产酸水平,而Sm^3 、Y^3 离子对发酵基本上没有影响。     

新型的离子敏感器件

离子敏感器件(简称ISFET)是由离子选择电极的敏感膜与半导体场效应管(简称MOSFET)结合起来的一种特殊离子探针,用于测量溶液中(或生物体液)离子的活度,是一种微型固态电化学传感器。化学敏感器件(简称CHEMFET)是由特异性酶或过渡金属如钯、铂等与MOSFET组合而成。用来检测生物体液的组成和特异反应。还可对H_2、NH_3、H_2S、Co等气体进行测量。 ISFET和CHEMFET利用MOSFET高输入阻抗转换的特点,克服了普通离子选择电极不能用一般仪器进行测量的缺点,为电信息的检测提供了有利条件,对生物学、临床医学,     

在林可霉素生物合成过程中铵离子调控作用的酶学研究

在FUS-50L发酵罐内,用林可链霉菌发酵生产林可霉素。研究发现,NH4^＋对林可霉素发酵过程具有显著的调控效应：补入硫酸铵前,发酵液中的NH4^＋浓度由3．0mmol／L消耗至1．0mmol／L以下的控制过程非常关键,这样可能使林可霉素合成酶大量合成,同时,解除了NH4^＋对谷氨酰合成酶（GS）的阻遏效应;20～24h,尽可能提高硫酸铵的平均补入速率,但最高NH4^＋的瞬时浓度应控制在19．0mmol／L以下,一方面可缩短生物量的积累时间,另一方面可避免过高浓度的NH4^＋对GS的抑制作用;24h后逐渐降低NH4^＋的平均补入速率,使主代谢流转入次级代谢;在发酵中期和后期,应将最低NH4^＋浓度控制在3．0～4．0mmol／L的范围内,避免铵离子对GS的阻遏效应,GS比活力与林可霉素的产量呈正相关关系。最终建立了动态的硫酸铵补加工艺。     

氮源对灵芝菌丝体液态深层发酵合成灵芝三萜的影响

以沪农灵芝1号为供试菌株,葡萄糖作为碳源,用硫酸铵、氯化铵、鱼粉蛋白胨、胰蛋白胨和酵母粉作为氮源,研究不同种类氮源对灵芝菌丝体液态深层发酵过程的影响。首先,确定了N-10酵母自溶粉作为发酵的氮源,降低了发酵的复杂性和不确定性;其次,考察N-10酵母自溶粉不同浓度对灵芝菌丝体发酵合成灵芝三萜过程中菌丝体的生物量、葡萄糖消耗、灵芝三萜产量等方面的影响,确定了N-10酵母自溶粉的适宜添加浓度。在此基础上,采用响应面中心组合设计,对4因素最佳水平范围进行研究,结果表明,葡萄糖、N-10酵母自溶粉、磷酸二氢钾和七水硫酸镁的含量分别为31.06g/L、2.76g/L、1.77g/L和1.99g/L时,灵芝三萜的理论产量为21.166g/kg干菌丝体,实际发酵产量提高到21.153g/kg干菌丝体。与原工艺相比,新工艺的灵芝三萜产量提高了6.22%。     

植物吸收离子动力学综合型模型探讨

本文在前人工作基础上提出了一个离子吸收动力学新模型（综合型抑制作用模型）,并推导出其速率方程．该模型能将现有的离子吸收相互作用模型（竞争性抑制作用模型,反竞争性抑制模型和非竞争性抑制作用模型）统一在该模型之中．笔者用该模型很好地解释了七例有关离子吸收相互作用试验结果．