以乙酸为碳源生长菌体的两阶段培养生产L-半胱氨酸合成酶

假单胞菌F12能够将DL-2-氨基-△~2-噻唑啉4-羧酸(DL-2-amino-△~2-thiazoline-4-carboxylic acid,DL-ATC)转化为L-半胱氨酸。将该微生物转化过程分为以乙酸和氨为碳源和氮源的菌体生长阶段和利用DL-ATC诱导L-半胱氨酸合成酶产生阶段。考察了乙酸对菌体生长的影响以及菌体比生长速率对L-半胱氨酸合成酶诱导的影响。结果表明,当乙酸浓度大于4 g/L时对菌体生长有显著抑制作用,乙酸的存在对L-半胱氨酸合成酶的诱导有抑制作用,菌体比生长速率较高时更有利于酶系的产生。在5 L罐中进行的两阶段培养,最高体积酶活达到283 U/mL,比优化前提高了150%,比分批培养提高了130%。     

Pseudomonas sp.F-12发酵优化及转化合成半胱氨酸的研究

通过不同发酵策略对Pseudomonas sp.F-12以DL-2-氨基-△2-噻唑啉-4-羧酸(DL-ATC)为底物生产L-半胱氨酸的过程进行优化,以分批发酵和指数流加发酵的形式进行生产,将发酵过程中的DL-ATC浓度分别控制在5 g/L和15 g/L。结果表明15 g/L DL-ATC分批发酵生产L-半胱氨酸得到最高酶活为149.1 U/mL,比活为70.9 U/mg DCW;采用15 g/L DL-ATC两阶段指数流加发酵,可使最高酶活达到313.3 U/mL,提高为分批发酵的2.1倍。同时在两阶段发酵过程中,能减少DL-ATC用量为5 g/L。两阶段发酵过程采用不同流加策略,证明菌体得率对酶活水平有显著影响。首次考察了Pseudomonas sp.F-12全静息细胞转化合成L-半胱氨酸的主要影响因素。结果表明Pseudomonas sp.F-12的最适转化pH为8.0,最适转化温度为30℃。加入甲苯等有机溶剂改变细胞膜通透性,使得半胱氨酸产量比对照组提高7.16倍,最高摩尔转化率达到93.3%。不同金属离子对转化影响不同,0.1 mmol/L Fe2+对转化反应有促进作用,0.1 mmol/L Co2+、Zn2+、Ni2+等重金属离子有抑制作用。研究结果为微生物法发酵及全细胞转化合成半胱氨酸的后续工业化奠定了基础。     

假单胞菌酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸

采用微生物酶转化法制备L-半胱氨酸具有周期短、成本低、区域和立体选择性强、反应条件容易控制、环境友好等特点,与传统的毛发水解以及化学合成工艺相比显示出明显的优越性。本文从假单胞菌产酶条件和酶学性质、DL-ATC生物转化途径、固定化细胞转化工艺、基因工程菌的研究、以及L-半胱氨酸脱巯基酶的研究等5个方面介绍了国内外关于生物转化DL-2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸(DL-ATC)合成L-半胱氨酸的研究进展。     

酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸的酶促反应条件研究

目的:考察酶源保存方式、酶促反应时间、底物pH值、底物浓度、酶浓度、金属离子等因素对酶活力的影响。方法:以假单胞菌(Pseudomonassp.)TS1138为供试菌株,采用酸式茚三酮法测定L-半胱氨酸含量,研究了酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸的酶促反应条件。结果:TS1138菌株中L-半胱氨酸脱巯基酶具有较高的活性,而且Mg2 、Mn2 、Fe2 、Zn2 、Cu2 等5种金属离子对DL-ATC水解酶酶系有不同程度的抑制,其中Cu2 对该酶系的抑制作用很大。结论:确定了TS1138菌株酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸的最适酶促反应条件,为酶促反应动力学的研究奠定了基础。     

恶臭假单胞菌TS1138转化生产L-胱氨酸的工艺研究

对以DL-2-氨基-?2-噻唑啉-4-羧酸(DL-2-amino-?2-thiazoline-4-carboxylic acid, DL-ATC)为底物原料, 经微生物酶法催化合成L-半胱氨酸, 并进一步氧化和分离纯化产物L-胱氨酸的生产工艺和条件进行了研究。建立了以恶臭假单胞菌TS1138 (Pseudomonas putida TS1138)全细胞为酶源, 反复多次催化底物合成L-半胱氨酸, 并以2.0%二甲基亚砜(DMSO)为氧化剂氧化生成L-胱氨酸, 进而通过001×7型阳离子交换树脂纯化胱氨酸的新工艺。采用高效液相色谱法考察该方法L-胱氨酸的总收率可以达到78.55%, 纯度为99.12%。该方法简单高效, 解决了酶稳定性差不能重复使用, 而固定化酶方法繁琐成本高的问题, 为我国L-半胱氨酸和L-胱氨酸的生产开辟一条新途径。     

恶臭假单胞菌TS1138转化生产L-胱氨酸的工艺研究

对以DL-2-氨基-△2-噻唑啉-4-羧酸(DL-2-amino-△2-thiazoline-4-carboxylic acid,DL-ATC)为底物原料,经微生物酶法催化合成L-半胱氨酸,并进一步氧化和分离纯化产物L-胱氨酸的生产工艺和条件进行了研究.建立了以恶臭假单胞菌TS1138(Pseudomonas putida TS1138)全细胞为酶源,反复多次催化底物合成L-半胱氨酸,并以2.0%二甲基亚砜(DMSO)为氧化剂氧化生成L-胱氨酸,进而通过001×7型阳离子交换树脂纯化胱氨酸的新工艺.采用高效液相色谱法考察该方法L-胱氨酸的总收率可以达到78.55%,纯度为99.12%.该方法简单高效,解决了酶稳定性差不能重复使用,而固定化酶方法繁琐成本高的问题,为我国L-半胱氨酸和L-胱氨酸的生产开辟一条新途径.     

微生物酶法合成L-半胱氨酸和L-胱氨酸

从土壤中分离到一株假单胞菌Pseudomonas sp.TS1138菌株,其胞内含有DL-2-氨基-Δ²-噻唑啉-4-羧酸(DL-2-Amino-Δ²-Thiazoling-4-Carboxylic Acid,缩写为DL-ATC)水解酶,以培养16h的细胞为酶源,可转化DL-ATC合成L-半胱氨酸。该菌株生长及产酶的最佳碳、氮源为葡萄糖和尿素,DL-ATC对酶的产生具有诱导作用。酶促反应后的产物经薄层层析、旋光度法和高效液相色谱鉴定为L-半胱氨酸。     

黑曲霉(Aspergillus niger)发酵生产木聚糖酶的pH调控策略

为了提高黑曲霉(Aspergillus niger)D08生产木聚糖酶的能力,考察了不同p H条件对菌株生长及产酶的影响,结果发现木聚糖酶发酵过程中菌体生长的最适p H与木聚糖酶合成的最适p H不同,分别为3.5和4.5。由此针对性地提出了两阶段p H控制策略:在30 h内控制p H为3.5;30 h后p H控制为4.5。结果表明:分阶段p H调控策略的实施进一步提高了菌体合成木聚糖酶的能力,木聚糖酶比酶活(2 223.38 U/m L)和生产强度(26.47U/(m L·h))分别比恒定p H 4.5时提高了14.3%和30.6%。该工艺对提高木聚糖酶活力具有一定的指导意义,为后续研究和生产奠定了良好的基础。     

乳糖对产木聚糖酶基因工程菌1020的诱导作用及碳氮源优化

研究了国产及进口LB培养基对产嗜热性木聚糖酶基因工程菌1020生长及产酶的影响,并以国产原料为基准,优化了培养基。结果表明,国产的酵母膏及蛋白胨和进口原料相比,缺少某些成分,单纯增加用量不能弥补这种差别;乳糖可以代替昂贵的IPTG起到有效的诱导作用;10g·L-1的乳糖可兼起能源及诱导剂的双重效果,菌的生物量和产酶量达到最佳;发酵8h后补加5g·L-1乳糖,生物量及酶活皆有提高。复合氮源优于单一的无机或有机氮源。优化后的酶活从进口LB培养基的270U～290U提高到1700U～1800U。     

H2S介导ABA诱导蚕豆气孔运动的生理机制研究

以蚕豆为实验材料,利用药理学实验和分光光度法,研究了ABA处理及ABA与H2S合成抑制剂共处理对蚕豆气孔运动的影响,以及体内H2S水平、H2S合成酶L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(磷酸吡哆盐依赖性酶)活性变化.结果表明:(1)光下H2S的合成抑制剂羧甲氧基胺半盐酸盐(AOA)、羟氨(NH2OH)、L-/D-半胱氨酸脱巯基酶分解产物C3H3KO3+NH3均明显抑制ABA诱导的蚕豆气孔关闭;(2)外源ABA能够明显提高叶片的H2S水平及L-/D-半胱氨酸脱巯基酶活性;(3)AOA、NH2OH、C3H3KO3和NH3均可以逆转ABA所引起的H2S水平及L-/D-半胱氨酸脱巯基酶活性的升高.研究发现,ABA可通过增强L-/D-半胱氨酸脱巯基酶活性,促进L-/D-半胱氨酸分解生成H2S,进而诱导蚕豆气孔关闭.     

碱性果胶酶在重组毕赤酵母中高效表达的关键因素研究

为提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的产量和生产强度, 在摇瓶条件下优化了重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的关键因素。结果表明, 以下条件：初始甘油浓度40 g/L、初始甲醇浓度3.1 g甲醇/g DCW、每24 h添加0.51 g甲醇/g DCW、诱导表达周期72 h、250 mL三角瓶诱导培养基装液量30 mL、初始pH 6.0, 最适于菌体生长与产物表达。在此基础上, 7 L罐上通过恒速流加甘油进一步提高细胞密度, 诱导阶段甲醇采取前期恒速流加和后期DO-stat, 发酵结束菌体干重达80 g/L, 酶活为217 U/mL, 比摇瓶结果提高了66.2%。     

酿酒酵母和米曲霉混合发酵生产α-半乳糖苷酶和转化酶

本研究首次利用酿酒酵母Z-06和米曲霉L-09作为混合菌株,并通过对液态发酵培养基成分的优化,使α-半乳糖苷酶和转化酶活力分别达到85.22 U/mL和563.44 U/mL.比单菌株发酵产酶活分别提高了5.9倍和8.3倍.     

酿酒酵母和米曲霉混合发酵生产a-半乳糖苷酶和转化酶

本研究首次利用酿酒酵母Z-06和米曲霉L-09作为混合菌株, 并通过对液态发酵培养基成分的优化, 使α-半乳糖苷酶和转化酶活力分别达到85.22 U/mL和 563.44 U/mL, 比单菌株发酵产酶活分别提高了5.9倍和8.3倍。     

碳源对K.fragilis LFS-8611β-D-半乳糖苷酶合成的影响

探讨了碳源对脆壁克鲁维酵母(Kluyveromyces fragilis)LFS-8611生长、β-D-半乳糖苷酶合成的影响及碳源对该酶合成的诱导作用。脆壁克鲁维酵母(K,fragilis)LFS-8611生长与β-D-半乳糖苷酶合成同步。该菌株生长和产酶的最适碳源为半乳糖,乳糖次之。菌体生物量和酶活力随着培养基中乳糖浓度的增加而增加,乳糖浓度为12mg／mL,菌体生物量和酶活力达到峰值,分别为5．84g／L、19,12U／mL。半乳糖和乳糖对β-D-半乳糖苷酶合成具有诱导作用。诱导物浓度对β-D-半乳糖苷酶的诱导合成有较大影响。半乳糖诱导以山梨醇为碳源预培养的K．fragilis LFS-8611细胞合成β-D-半乳糖苷酶的最适浓度为10mg／mL。     

L-谷氨酸氧化酶的克隆表达、纯化及酶学性质研究

为提高微生物产L-谷氨酸氧化酶水平,将Streptomyces sp.X-119-6的L-谷氨酸氧化酶基因(LGOX)与表达载体pET28a连接,导入E.coli BL21(DE3),实现LGOX的高效表达.采用HisTrapTM FF亲和层析柱对重组L-谷氨酸氧化酶进行纯化,并对纯酶的酶学性质进行了研究.结果表明:在IPTG终浓度为0.4 mmol/L下,30℃诱导6h,可以获得比酶活为1.1 U/mg的粗酶液;重组酶的最适反应温度和pH分别为37℃和5.O;km值为2.12 mmol/L,Vmax为1.06μmol/min·mg,对L-谷氨酸具有专一性;具有良好的应用前景.     

产β-葡聚糖酶基因工程菌发酵条件的优化

目的以1株酶产量高、耐热性好的重组大肠埃希菌BL21为材料发酵生产β-葡聚糖酶。方法选用麸皮、豆粕等农副产品配制复合碳源、氮源,优化半合成发酵培养基,并通过正常试验确定最佳培养条件。结果研究得到摇瓶水平产β-葡聚糖酶的最佳培养基（g/L）为：麸皮6.7,玉米粉1.7,豆粕13.8,豆粉13.8,酵母粉7.0,NH4Cl 7.0,Na2HPO4.12H2O3.0,MgSO4.7H2O0.75,CaCl20.5,吐温80 0.8%。通过正交试验确定了产酶最佳初始pH为6.2,装样量为35 mL/250 mL,接种量为1%。采用优化后的工艺,在37℃200 r/min培养过夜,经乳糖诱导6 h后,最高酶活可达到830.7 U/mL,是初始产酶条件的3.4倍。结论该半合成培养基在重组大肠埃希菌产β-葡聚糖酶方面具有很大优势。     

α-氯丙酸脱卤酶发酵条件研究

以从厌氧污泥中分离筛选获得的对α-氯丙酸有高效脱卤能力的微生物菌株W20为出发菌株,对其发酵生产脱卤酶的工艺进行了研究。其产脱卤酶培养基组成为:葡萄糖20.0 g/L,尿素1.0 g/L,酵母膏0.5 g/L,Na2HPO4.12H2O 3.2 g/L,KH2PO41.5 g/L,无水MgSO40.098 g/L,微量元素液10 mL/L,维生素溶液5.0 mL/L。产酶条件为:接种量10%,培养基初始pH7.0,培养温度30℃,装液量80 mL/250 mL摇瓶,摇床转速180 r/min。在以上获得的培养基和培养条件下培养48 h后测酶活,脱卤酶活力达到8.76 U/g干菌体,比在原始条件下提高约10倍。     

利用重组钝齿棒杆菌高效合成L-茶氨酸

【目的】构建Bacillus subtilis来源的γ-谷氨酰转肽酶蛋白(GGT)的Corynebacterium glutamicum SYPA5-5表达系统,验证该蛋白信号肽片段在宿主表达体系中的作用,并将该体系应用于高效合成茶氨酸的研究。【方法】将该ggt基因和切除信号肽的片段基因(?sp ggt)在C.glutamicum SYPA5-5中克隆表达。以C.glutamicum SYPA5-5高产L-精氨酸培养基为基础进行重组菌产酶优化。最优转化条件为:L-谷氨酰胺∶乙胺为1∶3,酶量为0.06 U/mL。采用底物流加策略高产L-茶氨酸,40 mL的转化体系包含:终浓度为0.9 U/mL的GGT,pH 10,37℃,从0 h开始每隔2 h补加20 mmol/L的L-谷氨酰胺,60 mmol/L的乙胺。【结果】C.glutamicum SYPA5-5/pXMJ19-ggt发酵上清液中GGT酶活达到(4.69±0.34)U/mL,C.glutamicum SYPA5-5/pXMJ19-?sp ggt只检测到胞内酶活(0.99±0.17)U/mL,说明利用B.subtilis来源的信号肽可以实现GGT在C.glutamicum体系中分泌表达。最适产酶培养基条件为:葡萄糖浓度为10%;IPTG最适添加时间为0 h。批次流加在12 h时达到最大茶氨酸产量104.36 mmol/L,转化率为86.9%。【讨论】本文首次实现B.subtilis来源的γ-谷氨酰转肽酶基因(ggt)在C.glutamicum SYPA5-5中分泌表达,通过分批流加底物获得目前报道的利用重组C.glutamicum合成L-茶氨酸的最高产量。     

球孢白僵菌Bb174固态发酵产几丁质酶产酶及酶学特征研究

对球孢白僵菌(Beauveria bassiana)Bb174产几丁质酶进行了固态发酵条件及酶学特征的研究.结果表明,以4:1麸皮:蚕蛹粉、蛋白胨1g·L^-1作为产酶最适培养基,在75g培养基中接种3ml液态种子,自然pH下28℃培养2d,酶活可达最高,为126U·g^-1(干培养基).粗酶液的最适反应温度为40℃,最适反应pH5.0,在30～70℃保温1h,得半失活温度48℃.在30～40℃、pH4～6范围内,酶的性质最稳定.根据Lineweaver-Burk作图法,得到该酶的动力学参数K_m为0.52mg·ml^-1,V_m为0.7△E₆₈₀·h^-1.     

复合与合成培养基对大肠杆菌胞外生产α-环糊精葡萄糖基转移酶的影响

为实现来源于Paenibacillus macerans JFB05-01的α-环糊精葡萄糖基转移酶（α-CGT酶）的高效胞外表达,以含分泌型信号肽OmpA的大肠杆菌E.coli BL21（DE3）{pET-20b（+）/α-cgt}为研究对象,比较了其在不同诱导条件下复合与合成培养基中生长产酶的规律。结果表明在添加甘氨酸的条件下采用合成培养基,以0.8 g/L/h的乳糖进行流加诱导所得的胞外酶活和生产强度最高。在该条件下发酵30小时后胞外α-CGT酶的环化活性达113.0U/ml（水解活性为79 100.0IU/ml）,是复合培养基胞外产酶的2.3倍,完全满足工业化生产的需求。