液体石蜡发酵生产反丁烯二酸I．菌种的筛选和鉴定

经过筛选,从3,149株菌株中得到8株能利用液体石蜡产生反丁烯二酸的菌株,其中产酸最高的菌株是C90,经鉴定是皱褶假丝酵母(Candida rugosa)。其发酵产物经分离提纯,得到白色结晶;经纸上层析、元素分析、红外光谱分析和熔点测定,证明是反丁烯二酸。C90能利用C8-C20。的直链烷烃,利用长链烃比短链烃为好,尤其对C16和C17,的烷烃利用最好,产酸最高。用C13—C18的混合正烷烃做碳潦能得到较好的结果,菌体生 长较快,产酸量较高;C90能利用葡萄糖,菌体生长旺盛,但不产酸;能利用三羧酸循环中的琥珀酸、反丁烯二酸和苹果酸,并使部分反丁烯二酸转变成苹果酸和琥珀酸,也能把部分苹果酸转变成反丁烯二酸。     

琥珀酸的生物制造:细菌还是酵母?

琥珀酸又称丁二酸,是一种重要的有机合成中间体。许多微生物都可以通过优化和代谢工程改造产生琥珀酸。文章对细菌和酵母两种主要的产琥珀酸类群产琥珀酸的产量、产率及后提取等因素进行了详细的分析,并比较了两种微生物生产琥珀酸各自的优缺点,为今后开发利用琥珀酸的生物制造提供参考。     

一种快速筛选产琥珀酸厌氧菌的方法

为筛选得到高产琥珀酸的厌氧菌株,建立了一种快速半定量分析发酵液中琥珀酸的方法。首先通过高效液相色谱法(HPLC)分析出产琥珀酸厌氧菌发酵液中主要含有琥珀酸,乳酸和乙酸,然后将发酵液经过纸层析展开后,发现琥珀酸可以和副产物乳酸,乙酸完全分开,最后用半定量的方法求出琥珀酸的含量。结果表明纸层析法简单经济,可以作为产琥珀酸厌氧菌的初筛方法。     

耐碱性脂肪酶产生菌的选育及酶学性质的研究

从山东省济南市植物油厂的含油土壤中分离筛选到一株耐碱性脂肪酶产生菌,经初步鉴定为丝孢酵母属（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ）对该菌株脂肪酶合成受制霉菌素及琥珀酸的影响的情况进行了研究,经诱变筛选抗药性突变株,使酶活力提高了１５５％,还对该突变株的产酶条件及酶学性质进行了研究,并对有关机理进行了讨论。     

产生L—乳酸的丝状真菌的研究

本报道利用淀粉－生培养基富集培养,结合ＫＭｎＯ４－ＫＢｒ平板检出筛选产乳酸丝状真菌的方法,并从土壤中筛得根霉Ｒ－２菌株,以其为出发株经ＵＶ诱变,从琥珀酸平板上获得了变异株Ｒ－２－９１,其乳酸产率为１０．３％,对糖的转化率为６８．９％。     

一株丁二酸高产菌株的筛选和鉴定

从瘤胃中筛选到一株高产丁二酸生产菌株,为革兰氏阴性菌,短杆状,无芽孢,不运动,兼性厌氧.经形态学、生理生化鉴定和基于16S rRNA序列的系统发育分析,该菌株为巴斯德菌科的产琥珀酸放线杆菌,是产琥珀酸放线杆菌CCUG 43843的变种,二者的序列相似性为99.93%,命名为产琥珀酸放线杆菌A3.5L发酵罐分批发酵实验表明,当发酵培养基中葡萄糖浓度为50g/L时,产琥珀酸放线杆菌A3可以产25.8g/L丁二酸,具有较好的丁二酸生产潜力.     

液体石蜡发酵生产琥珀酸的研究Ⅱ．摇瓶发酵条件的研究

对产琥珀酸较优良菌株Cundida rugosa SB-7进行了摇瓶发酵条件的研究,产生琥珀酸的最适氮源是尿素,用量以0．1％为宜。在发酵过程中必须加入足够量的CaCO35以控制发酵液的pH,玉米浆也是影响发酵的重要因素。SB-7在适宜的条件下,琥珀酸的最高产量可达4.45％,对液蜡的转化率为74％,在发酵过程中还可积累少量的延胡素酸和a一酮戊二酸。     

大肠杆菌产琥珀酸基因工程研究进展

生物合成琥珀酸摆脱了对不可再生战略资源石油的依赖,以其社会、经济和环境效益展现出良好的发展前景。野生型大肠杆菌的琥珀酸生产强度难以满足生物合成琥珀酸工业化的要求,但遗传背景清楚,容易改造。近年来,人们深入研究了大肠杆菌的琥珀酸代谢途径,通过强化大肠杆菌琥珀酸合成途径、抑制琥珀酸旁路代谢途径、构建产琥珀酸乙醛酸循环和有氧生产体系等多种基因工程策略,对大肠杆菌进行菌株改造和代谢进化筛选,提高了琥珀酸产量。综述了大肠杆菌产琥珀酸的基因工程研究进展。     

产生L－乳酸的丝状真菌的研究

本文报道利用淀粉－酸性培养基富集培养,结合ＫＭｎＯ_４－ＫＢｒ平板检出筛选产乳酸丝状真菌的方法。并从土壤中筛得根霉Ｒ－２菌株,以其为出发株经ＵＶ诱变,从琥珀酸平板上获得了变异株Ｒ－２－９１,其乳酸产率为１０．３％,对糖的转化率为６８．９％。     

琥珀酸产生菌的快速选育

以牛瘤胃内容物为菌源,在高浓度CO2下向培养基额外添加莫能菌素和富马酸钠实现选择性富集培养.溴甲酚绿中性平板变色圈作为筛选标记,以变色区域大小初步筛选得到500株产酸菌株.结合TLC法快速地确定了其中含有28株产琥珀酸菌株.在HPLC和HPCE对发酵液检测的对比过程中优选HPCE法,检测发酵液得到6株优良菌株,其中发现15号菌株琥珀酸产量达11.5g/L,有较少的甲酸和乙酸产生.验证试验表明:该方法对牛瘤胃中的琥珀酸产生菌可以实现快速、有效的分离筛选,具有很好的重现性.     

一株丁二酸高产菌株的筛选鉴定及初步发酵研究

以牛胃内容物为菌源,利用富马酸钠为唯一碳源并加入高浓度丁二酸钠的选择培养基筛选到一株丁二酸产量较高,副产物较少的菌株。经形态学、生理生化鉴定和16S rDNA序列的系统发育分析,该菌株为巴斯德菌科的产琥珀酸放线杆菌,与琥珀酸放线杆菌S.JST序列相似性最高为98.98%,命名为琥珀酸放线杆菌GXAS137,保藏号为M2011399。利用正交试验对发酵条件进行了初步优化,该菌可发酵55 g/L葡萄糖产38.96 g/L丁二酸,具有较好的丁二酸生产潜力。     

产琥珀酸放线杆菌发酵生产琥珀酸的研究进展

近年来,因瘤胃微生物产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes具有高的琥珀酸产量,并能够利用多种碳源进行发酵等优点,在利用发酵法生产琥珀酸领域具有广泛的应用前景和商业化价值,因而其代谢途径和发酵工艺等基础研究成为国内外研发的热点。近年来,人们在产琥珀酸放线杆菌的代谢途径、琥珀酸发酵动力学模型、新型经济培养基以及高产菌株选育等方面的研究取得了很大进展,对研发琥珀酸发酵工艺、降低生产成本和节能减耗等具有重要的理论意义。     

产L-苹果酸重组大肠杆菌的构建

基于产琥珀酸重组大肠杆菌E.coli B0013-1050的琥珀酸合成途径,利用Red同源重组技术结合Xer/dif重组系统敲除富马酸酶基因fumB、fumC,苹果酸酶基因maeB,构建L-苹果酸合成途径,最终得到重组大肠杆菌E.coli2030,该菌株在15 L发酵罐中,产L-苹果酸12.5 g/L,葡萄糖-苹果酸转化率为52.1%,同时对发酵产物中主要杂酸丙酮酸和琥珀酸的生产原因进行了初步的探讨与分析。为进一步提高L-苹果酸的转化率,整合表达来源于黄曲霉的苹果酸脱氢酶基因,构建重组菌E.coli 2040,在15 L发酵罐中产L-苹果酸14 g/L,葡萄糖-苹果酸转化率提高到60.3%。     

衣康酸生产菌种的定向选育和产酸条件的研究

通过紫外线—高温复合诱变处理衣康酸生产菌株土曲霉构Aspergillus terreus As3.2811,用以琥珀酸为唯一碳源的选择性乎板定向筛选高产菌株,获得产酸率较其亲株提高了5倍以上的突变株。用正交试验的方法对突变株的适宜产酸条件进行了研究,通过分批补糖发酵可提高其产酸率高达39．92％。     

大肠杆菌琥珀酸和乙酸合成途径的删除及其重组菌株的D-乳酸发酵

菌株CICIM B0013-030 (B0013,ack-pta,pps,pflB) 可积累D-乳酸作为主要发酵产物,然而副产物琥珀酸和乙酸的含量分别高达乳酸的11.9％和7.1％。为构建副产物含量低的产D-乳酸重组大肠杆菌菌株,本研究删除了菌株B0013-030的琥珀酸 (frdA) 和乙酸 (tdcDE) 合成途径,并考察了重组菌株在摇瓶和发酵罐中经两阶段发酵 (好氧生长菌体和厌氧发酵产酸) 利用葡萄糖发酵D-乳酸的性能。结果表明,分别构建含有frdA::difGm和tdcDE::difGm突变盒的重组质粒,并利用Red重组系统将突变盒整合于染色体上的目的基因,再利用Xer重组系统去除抗生素抗性基因,依次获得了重组菌株B0013-040B (B0013-030,frdA) 和B0013-050B (B0013-040B,tdcDE)。摇瓶发酵结果表明,frdA基因的删除使得菌株B0013-040B副产物琥珀酸的含量降低了80.8％;在7 L发酵罐中进行乳酸发酵,菌株B0013-040B的D-乳酸产量达114.5 g/L,光学纯度大于99.9％,但仍积累1.0 g/L琥珀酸和5.4 g/L乙酸。进一步删除了tdcD和tdcE基因的菌株B0013-050B,在7 L发酵罐中生产111.9 g/L D-乳酸,乙酸和琥珀酸的合成量分别降低为0.4 g/L,其他副产物含量也维持较低水平,表明该菌株具有较优良的D-乳酸发酵性能。     

嗜乙酰乙酸棒杆菌Corynebacterium acetoacidophilum-Δldh缺氧条件下代谢葡萄糖途径的变化

缺氧条件下嗜乙酰乙酸棒杆菌Corynebacterium acetoacidophilum ATCC13870生长停滞,却能够代谢葡萄糖产生以乳酸和琥珀酸为主的有机酸。采用以sacB基因为反向筛选标记的同源重组染色体基因敲除系统,敲除嗜乙酰乙酸棒杆菌的乳酸脱氢酶基因,得到的Δldh菌株CCTCC NO.M20122041在缺氧条件下不产乳酸,葡萄糖消耗速率降低了29.3%,产琥珀酸和乙酸浓度分别提高45.6%和182%;NADH/NAD+值小于1(约0.7);磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和乙酸激酶的比酶活分别提高84%和12倍。说明嗜乙酰乙酸棒杆菌中乳酸合成途径的阻断驱使了琥珀酸和乙酸代谢途径加强,推测加强NADH供给和阻断乙酸产生支路可能是提高C.acetoacidophilum菌株产琥珀酸产量的有效途径。     

产琥珀酸重组大肠杆菌的发酵性能研究

研究了重组大肠杆菌JM001(△ppc)/pTrc99a-pck发酵产琥珀酸的性能,结果表明厌氧条件下其耗糖能力和产酸能力分别为对照菌株JM001的4.2倍和15.3倍。进一步优化发酵条件表明：采用接入菌泥的发酵方式比按照10%接种量转接厌氧发酵的效果要好,琥珀酸的对葡萄糖的质量收率提高了约10%,且副产物乙酸的量进一步降低。初始葡萄糖浓度高于60g/L时会对菌株的生长和产酸产生抑制,且浓度越高,抑制作用越明显。7L发酵罐放大实验中,整个厌氧发酵阶段葡萄糖的消耗速率为0.42g/(L.h),琥珀酸对葡萄糖的质量收率为67.75%,琥珀酸的生产强度为0.28g/(L.h)。     

高产琥珀酸菌株的通量筛选

以琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes F3—21为出发菌株,分别用吖啶黄、紫外线、紫外线．硫酸二乙酯和亚硝基胍进行诱变,产生突变菌库。用“96孔板培养－HPLC浓缩检测－厌氧瓶复筛”的模式筛选高产突变株。从1056株突变株中,筛选到一株高产菌株Ⅵ-10-C。连续传代10次,产酸水平不变。在5L发酵罐中补料分批发酵72h,Ⅵ－10－C产琥珀酸87．6g／L,生产强度1．22g/（L·h）,糖酸转化率0．66g／g;琥珀酸产量比出发菌提高了30％。代谢通量与关键酶活性分析表明：相比于F3-21,Ⅵ-10-C发酵过程中从磷酸烯醇式丙酮酸节点处流向草酰乙酸的代谢流量增加了28．9％,相对应的磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶（PEPCK）酶活提高了23．5％。结果表明用“96孔板培养-HPLC浓缩检测-厌氧瓶复筛”的模式能快速有效筛选高产琥珀酸菌株。     

大肠杆菌利用木糖发酵产琥珀酸的研究

目的:研究大肠杆菌以木糖为碳源发酵产琥珀酸。方法:首先比较了实验室保藏的7种野生型大肠杆菌利用木糖发酵产琥珀酸的产量和得率,结果:表明野生型菌株琥珀酸对木糖的得率集中在0.34g/g~0.53g/g之间,得率较低,副产物主要为乳酸、乙酸。然后选取其中2株菌(E.coli MG1655与E.coli C-1)进行基因敲除,构建了ldhA和pflB双基因缺失的MLB和CLB菌株,以减少副产物的积累。两阶段摇瓶发酵结果表明,琥珀酸得率从0.40g/g分别提高到了0.89g/g及0.90g/g,而产量分别从4.92g/L、5.58g/L提高到11.52g/L、11.81g/L。结论:通过基因敲除后,大肠杆菌能够利用木糖发酵产琥珀酸,琥珀酸得率可以达到0.90g/g。     

内切型菊粉酶生产菌株的筛选及诱变选育

采用透明圈法筛选得到了产菊粉酶的多株菌株,并得到了1株产内切型菊粉酶较高的隐球酵母属（Cryptococcus)菌株L1,以L1作为出发菌株经Co^60诱变后,得到1株产内切型菊粉酶最好菌株C10,其诱变后低聚果糖得率比诱变前提高了52．6％,酶活力提高了51．9％。