日本研究人员成功利用大肠杆菌生产聚乳酸

日本丰田汽车、丰田中央研究所和北海道大学的研究小组于2008年10月27日在当天发行的美国科学院院刊（PNAS）早版上发表论文称,利用重组大肠杆菌经生物工艺制造出了含聚乳酸（PLA）的共聚体（copolymer）。此前的做法是先把微生物发酵得到的乳酸转换为环状二聚体丙交酯（lactide）,再通过金属催化剂聚合这种丙交酯,最终合成聚乳酸（丙交酯法）。但是．这种金属催化剂具有毒性,人们一直希望能够确立一种全工序生物工艺聚乳酸合成方法。     

丙交酯合成研究进展

介绍了丙交酯合成研究的最新进展,比较了不同催化体系和不同合成工艺对丙交酯收率的影响,并对丙交酯合成的发展前景进行了展望。     

可降解生物医用材料面世

由同济大学材料科学与工程学院任杰教授课题组与上海新上化高分子材料有限公司合作承担的“生物可降解材料中间体—DL 丙交酯、L 丙交酯、乙交酯的中试研究”项目日前通过了上海市科委组织的专家鉴定。这些生物可降解材料是以玉米、甘蔗、甜菜等为原料 ,具有良好的生物相容性和生物降解性 ,对人体无毒无刺激 ,且来源丰富、可再生 ,因此成为世界范围的研究开发热点。这些材料在生物医用方面的应用非常广泛。国外聚乳酸、聚乙醇酸在骨科固定、药物控制释放体系、组织工程和医用手术缝合线等方面的应用已有相当的研究、开发 ,并且一些产品已…     

丙-乳酸细菌基因克隆

发酵生产丙-乳酸,大多是跟酒精发酵生产同时进行的,因此而防止了腐败,同时又对酒的风味复杂性产生一种微妙的影响。本专利就是保证实现这双重的功用。把从乳酸杆菌属(Lactobacillus)、明串珠菌属(Leuconostoc)和片球菌属(Pediococcus)分离到的编码丙-乳酸酶     

生物基乳酸生物转化研究进展

乳酸的发酵生产技术已取得了长足的进步,作为一种重要生物基化学品,乳酸除了可用于食品工业及生产聚乳酸外,亦可作为一种重要的平台化合物,用于生产丙烯酸、丙酮酸、1,2-丙二醇、乳酸酯等。文中重点综述了以生物基乳酸为原料经脱水、脱氢、还原及酯化反应生产乳酸衍生物的生物转化工艺,对该领域的发展趋势进行了展望。     

重组大肠杆菌转化甘油合成聚3-羟基丙酸-co-乳酸

聚羟基脂肪酸酯作为性质优良的生物塑料,引起了广泛的关注。由于聚羟基脂肪酸合成酶PhaC特异性较强,难以通过生物合成方法获得含乳酸单体聚合物。为了实现乳酸的聚合,PhaC的筛选至关重要。以甘油为底物,通过引入Klebsiella pneumoniae的甘油脱水酶DhaB123及其激活因子GdrAB以及Salmonella typhimurium LT2的丙醛脱氢酶基因PduP,获得3-羟基丙酰辅酶A;通过引入Megasphaera elsdenii DSM 20460的丙酰辅酶A转移酶PCT,获得乳酰辅酶A;并对3种不同聚羟基脂肪酸合成酶的作用进行考察。在Pseudomonas putida的原始酶PhaC1或者PhaC2的作用下,不能实现乳酸的聚合;而在双位点突变(Ser325Thr和Gln481Lys)的PhaC1(STQK)存在条件下,重组菌可以利用甘油合成聚3-羟基丙酸-co-乳酸。经过对溶氧、有机氮源等发酵条件的优化,聚3-羟基丙酸-co-乳酸的产量可以达到0.22g/L,占细胞干重的3.2%,是含乳酸单体聚合物生物合成研究的一次有益尝试。     

土霉素残留对蔬菜发酵过程微生物群落演替及代谢产物的影响

【目的】探究土霉素残留对蔬菜自然发酵过程中微生物群落演替和代谢产物动力学的影响,为评估抗生素残留对蔬菜发酵的影响提供理论基础。【方法】超高效液相色谱-串联质谱法测定土霉素残留;高效液相色谱法测定有机酸、电子鼻和气相色谱-质谱联用测定挥发性成分和高通量技术测定微生物种类。【结果】蔬菜自然发酵过程中,土霉素残留从4.00 mg/L下降到2.53 mg/L;不含抗生素残留的蔬菜发酵含有同型和异型乳酸发酵,而土霉素残留的蔬菜发酵仅含有同型乳酸发酵;同时,其特征微生物由Lactobacillus pentosus和Lactobacillus plantarum转变为Lactobacillus paratarrginis、Lactobacillus buchneri和Lactobacillus kisonensis;土霉素残留明显影响了乳酸、柠檬酸、乙酸、香茅醇、3-辛醇、异硫氰酸烯丙酯、乙酸香叶酯、乙烯基硬脂醚和异硫氰酸苯乙酯等代谢产物的含量。【结论】土霉素残留影响了蔬菜乳酸发酵的类型、微生物群落的演替、有机酸和挥发性化合物的形成过程,因此应将抗生素残留纳入发酵蔬菜原料的质量控制指标。     

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1.由乳酸菌和芽孢杆菌生产L（+）— 乳酸 乳酸中含有羟基和羰基可以转化成聚酯。由乳酸生产的聚乳酸酯塑料工艺简单,具有强度高,透明度好,热塑性,易加工等优点。这种聚合物可以水解成乳酸再由土壤中的细菌代谢分解成二氧化碳和水。因此它是一种对环境有利的聚合物。如果能用发酵方法生产出廉价的乳酸,作为生物可降解塑料的生产原料,它的需求量将是很大的。化学合成方法生产乳酸的缺点是产品为D-和L-乳酸的混合物。旋光纯度高的L-乳酸能聚合成高结晶的聚合物,适合制造纤维和定向膜。L-乳酸作为旋光性材料还可以用来生产液晶。因此,最要紧的就是要用发酵法生产出旋光纯度高的L-乳酸。     

聚丙交酯-乙交酯降解研究进展

本文从分子量、孔径大小和孔径率、力学性能等方面介绍了研究聚丙交酯-乙交酯降解行为的方法,综述了聚丙交酯-乙交酯的化学水解机理和酶催化水解机理,影响聚丙交酯-乙交酯降解速率的内外因素,并比较了聚丙交酯-乙交酯体内外降解的异同,对未来聚丙交酯-乙交酯降解研究的方向提出了展望。     

聚丙交酯- 乙交酯降解研究进展

本文从分子量、孔径大小和孔径率、力学性能等方面介绍了研究聚丙交酯-乙交酯降解行为的方法,综述了聚丙交酯-乙交酯的化学水解机理和酶催化水解机理,影响聚丙交酯-乙交酯降解速率的内外因素,并比较了聚丙交酯-乙交酯体内外降解的异同,对未来聚丙交酯-乙交酯降解研究的方向提出了展望。     

弱化呼吸链水平对代谢工程大肠杆菌聚羟基丁酸乳酸酯合成的影响

聚3-羟基丁酸乳酸酯[Poly(3-hydroxybutyrate-co-lactate), P(3HB-co-LA)],属于聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHA)家族的一员,是一种具有良好生物相容性和可降解性的天然高分子生物材料。文中通过在大肠杆菌中引入来源于富养罗尔斯通氏菌Ralstonia eutropha的β-酮硫解酶、乙酰乙酰Co A还原酶、来源于丙酸梭菌Clostridium propionicum的丙酰Co A转移酶突变体以及荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens strain 2P24来源的PHA合成酶突变体等异源酶,成功实现了一步法利用葡萄糖合成P(3HB-co-LA),其中乳酸组分的摩尔百分比达到1.6%,聚合物含量为83.9wt%。在此基础上,通过敲除辅酶Q8合成所需的黄素异戊烯基转移酶基因(ubi X)来弱化呼吸链水平,从而增强乳酸积累,并进一步缺失乳酸脱氢酶基因(dld)以减少乳酸在发酵后期转化成丙酮酸,最终将P(3HB-co-LA)中乳酸组分的摩尔百分比提高至14.1%,而聚合物含量为81.7wt%。上述实验结果表明,采用弱化呼吸链水平策略可有效提高聚合物中乳酸组分的摩尔百分比,从而提供了一种改变生物合成聚合物中单体组分含量的新思路。     

托吡酯、卡马西平与丙戊酸钠治疗脑炎继发癫痫的疗效比较

目的:观察和比较托吡酯、卡马西平与丙戊酸钠对治疗脑炎继发癫痫的临床疗效及安全性。方法:选择2013年1月~2015年9月在我院进行诊治的脑炎继发癫痫患者80例,随机分为托吡酯组、卡马西平组和丙戊酸钠组,分别采用托吡酯、卡马西平与丙戊酸钠治疗,比较三组的治疗有效率、执行能力与视空间、命名、抽象、注意、定向、语言以及延迟回忆等认知功能评分及不良反应的发生情况。结果:托吡酯组的有效率最高,为80.65%(25/31),卡马西平组的有效率最低,为70.00%(21/30),但三组间有效率相比差异无统计学意义(P0.05)。治疗后,托吡酯组患者的执行能力与视空间、命名、抽象、注意、定向、语言以及延迟回忆等认知功能评分均明显高于卡马西平组和丙戊酸钠组(P0.05);托吡酯组的不良反应发生率(12.90%)明显低于卡马西平组(36.67%)和丙戊酸钠组的(29.62%)(P0.05)。结论:托吡酯、卡马西平以及丙戊酸钠治疗脑炎继发癫痫疗效相当,但托吡酯对患者认知功能损害最小,安全性最高。     

解淀粉乳酸细菌在L-乳酸发酵生产中的应用

对解淀粉乳酸细菌及其产生的淀粉酶和发酵工艺等方面的国内外研究现状进行了综述。解淀粉乳酸细菌具有分泌淀粉酶的能力,可免去原料水解处理工序直接发酵淀粉质原料生产乳酸,可以简化生产工艺,并可节约设备投资,进而降低生产成本。解淀粉乳酸细菌主要分离自传统发酵食品,也可从有机废弃物和厨余垃圾中分离得到。介绍了解淀粉乳酸细菌直接利用淀粉质原料的机理,比较了解淀粉乳酸菌发酵生产L-乳酸的工艺。提出通过诱变育种和基因工程育种等方法获得更加高效的解淀粉乳酸细菌,并结合先进的发酵、分离技术来提高乳酸生产效率。     

木质纤维基L-乳酸生物制造的技术经济分析

L-乳酸因对人体安全无毒,应用领域广泛。为提高L-乳酸的产量、得率,降低其生产成本,选用制备L-乳酸的理想菌种米根霉,以低聚木糖生产废渣为底物,探究基于木质纤维原料生物转化L-乳酸的最佳工艺路线。采用纤维床生物反应器固定化米根霉进行同步糖化发酵,有利于解决低聚木糖工业加工中的大量废渣再利用问题,实现米根霉利用木质纤维原料低成本、高得率制备L-乳酸。在固定化米根霉发酵的基础上,从原料低聚木糖生产废渣到成品L-乳酸全工艺过程,利用Super Pro Designer进行评估核算,探讨其工业化可行性和经济效益,年产5.0万t L-乳酸的项目建设投资回收期为3.24年。     

南五味子药材UPLC指纹图谱及一测多评法研究

建立南五味子药材超高效液相色谱(UPLC)指纹图谱和6种木脂素类成分一测多评法(QAMS),为南五味子药材质量标准提高提供参考。采用UPLC法建立南五味子药材指纹图谱,运用聚类分析(HCA)和正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)对指纹图谱进行分析;以五味子酯甲为内参物,建立五味子酯丙、五味子酯乙、安五脂素、五味子甲素和五味子酯丁的一测多评法,并与外标法(ESM)测定结果对比,判断方法的准确性。14批南五味子药材指纹图谱确定了15个共有峰,通过对照品比对指认了其中7个成分,分别为原儿茶酸、五味子酯丙、五味子酯甲、五味子酯乙、安五脂素、五味子甲素、五味子酯丁,其指纹图谱相似度均在0.95以上;通过聚类分析(HCA)和正交偏最小二乘法-判别式分析(OPLS-DA)可以将南五味子药材分为4类,峰1(原儿茶酸)、峰2、峰4、峰6、峰7(五味子酯乙)、峰8、峰9、峰12、峰15共9个成分是导致产地差异性的主要标志物。一测多评法与外标法测定的五味子酯丙、五味子酯乙、安五脂素、五味子甲素和五味子酯丁含量结果无显著差异。所建立的方法简便、可靠,为南五味子药材质量评价提供参考。     

酶促拆分丁酸环氧丙酯反应体系的筛选

利用脂肪酶对外消旋丁酸环氧丙酯进行了立体选择性的酯水解反应,考察了水解反应体系对拆分反应的影响。实验结果表明：在该水解反应中添加适量正己烷有利于拆分反应的进行;反应体系中正己烷与缓冲液的最适体积比为1：1;磷酸盐缓冲液(pH7．6)的最适离子强度为0.03mmol／L。在最适反应条件下,当该酶促拆分反应的转化率为60.6％,(R)-丁酸环氧丙酯的光学纯度可以达到93．3％。     

酱香型酒醅中一株曲霉的鉴定及生物学特性分析

本研究以乳酸为唯一碳源,从酱香型酒醅中筛选能够利用乳酸的霉菌,根据菌株的菌落特征、菌丝形态及18S rDNA的分子生物学特性对菌株进行鉴定,以透明圈法检测糖化酶等7种胞外酶产生能力,检测菌株对温度、乳酸及乙醇的耐受性,用GC-MS测定菌株的发酵产物。从酱香型酒醅中筛选得到一株霉菌JP7,该霉菌菌落上呈现1种以上颜色,中部为黄色,边缘为灰白色,在显微镜下能观察到曲霉特征的菊花状分生孢子头。基于18S rDNA的系统发育分析,该菌属于杂色曲霉（Aspergillus versicolor,A. versicolor）。A. versicolor JP7具有产纤维素酶的能力,在改良YP培养基上形成的透明圈与菌落直径比为5。A. versicolor JP7对乳酸的耐受性较高,可达到50 g/L。在以乳酸为唯一碳源的发酵培养基中,A. versicolor JP7利用乳酸主要产生7种代谢产物,其中1,2-丙二醇和n-己烷的产量最高。分离自酱香型酒醅中的A. versicolor JP7具有较强的纤维素酶产生能力和较强的乳酸耐受性,利用乳酸能够产生工业原料1,2-丙二醇和n-己烷。     

乳酸的工业化生产、应用和市场

乳酸是一种极具发展潜力的精细化学品。目前全世界的产量为10万吨。我国占世界产量的10％。由于聚乳酸产品的研究和开发,乳酸将有可能代替目前扰世界各国的白色热塑污染产品,成为名副其实的“绿色”环保制品。乳酸可通过生物发酵法和化学合成法生产制造。采用生物发酵法制得的L－乳酸是目前乳酸生产的重点,但要同热塑产品在价格上形成竞争,乳酸发酵生产的成本必须大幅度下降,生产规模要扩大,本文拟就乳酸的规模化生产和经济效益状况做一评估和分析。     

2013生物基化学品 (Biobased Chemicals) 专刊序言

生物基化学品是生物经济和生物制造的核心内容之一。本专刊综述了国内外生物基化学品的重要研究进展,包括：丁二酸、己二酸、乳酸、3-羟基丙酸、葡萄糖二酸、甘油、木糖醇、高级醇、乙烯等生物基化学品的代谢工程和发酵调控,直接利用木质纤维素生产生物基化学品的菌株构建,生物基乳酸的衍生和生物转化技术,生物基化学品的盐析萃取分离纯化技术等。同时,本专刊也包括了国内学者在丁二酸、D-甘露醇、苹果酸、5-氨基乙酰丙酸、1,3-丙二醇和丁醇方面的研究论文。     

野生大叶碎米荠中的异硫氰酸盐成分分析

大叶碎米荠为十字花科碎米荠属多年生草本植物,作为药食同源蔬菜,具有通尿利便、止痛及治败血病等药效。异硫氰酸盐是存在于十字花科植物中的一种具有防癌抗癌作用的有机硫化合物。本研究用二氯甲烷从大叶碎米荠水解液中提取出硫代葡萄糖苷水解产物,经气相-质谱联用分析其组分,鉴定出2种异硫氰酸盐化合物,分别为异硫氰酸烯丙酯和异硫氰酸甲硫基烯丙酯,两者的含量分别为2.32 mg/kg、0.50 mg/kg。该研究为大叶碎米荠作为野菜资源开发利用提供了科学依据。