超高浓度培养基条件下酵母细胞生长及酒精生成的准稳态动力学研究

在1．5L搅拌式发酵罐中,使用葡萄糖质量浓度分别为120、200、280g／L的培养基进行酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae连续发酵生成酒精的动力学研究。研究发现,当培养基中葡萄糖浓度为200和280g／L时,发酵液中残糖浓度、酒精浓度以及菌体生物量从小幅度波动的准稳态发展到大幅度波动的振荡状态。提出了伴有周期性振荡现象准稳态过程的概念,并针对该过程,建立了兼有底物和产物抑制的酵母细胞生长和产物酒精生成动力学模型。     

介质Ca^2＋和La^3＋对酿酒酵母生长的影响

采用正交实验研究了外加Ｃａ＾２＋和Ｌａ＾３＋对酿酒酵母生长的影响。结果表明：外加Ｃａ＾２＋和Ｌａ＾３＋对酿酒酵母的生长均有显的影响,都呈现出低浓度对正效应和高浓度时负效应,当Ｃａ＾２＋浓度为１ｍｍｏｌ／Ｌ及Ｌａ＾３＋浓度为１５μｍｏｌ／Ｌ时酿酒酵母生长最好。     

介质Ca~(2 )和La~(3 )对酿酒酵母生长的影响

采用正交实验研究了外加Ｃａ~(２＋)和Ｌａ~(３＋)对酿酒酵母生长的影响。结果表明：外加Ｃａ~(２＋)和Ｌａ~(３＋)对酿酒酵母的生长均有显著的影响,都呈现出低浓度时正效应和高浓度时负效应,当Ｃａ~(２＋)浓度为１ｍｍｏｌ／Ｌ及Ｌａ~(３＋)浓度为１５μｍｏｌ／Ｌ时酿酒酵母生长最好。     

spt15突变基因对酿酒酵母木糖利用的影响

利用基因工程手段得到重组菌YPH499-3中的spt15有效突变基因,通过表达载体pYX212转化入酿酒酵母原始菌株YPH499中,重新获得酿酒酵母重组菌株。对其性状进行研究,结果表明该菌株能有效利用木糖并共发酵木糖和葡萄糖。在30oC、200r/min,发酵72h时,50g/L木糖的利用率为82.0%,乙醇产率为28.4%;当木糖和葡萄糖以质量比1:1混合发酵时,木糖和葡萄糖的利用率分别为80.4%和100%,乙醇产率为31.4%;同时发现木糖醇的含量极低。从而验证了有效突变基因spt15-10对酿酒酵母共发酵木糖和葡萄糖产酒精的影响。     

Kluyveromyces marxianus发酵己糖和戊糖生产乙醇

对利用底物广泛的乙醇发酵菌株马克斯克鲁维(Kluyveromyces marxianus)DL1菌株与工业用乙醇发酵菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)6525利用己糖(葡萄糖、甘露糖、半乳糖)和戊糖(木糖、阿拉伯糖)的情况进行对比研究。结果发现:以己糖为底物时,K.marxianus DL1均表现出细胞生长快、乙醇得率高的特点;在不通气、糖20 g/L条件下,K.marxianus DL1的最大乙醇质量浓度均比S.cerevisiae 6525高出10%左右,细胞量及乙醇生产强度分别是S.cerevisiae 6525的近2和1.7倍。当以戊糖为底物时,K.marxianus DL1可以利用木糖和阿拉伯糖;在不通气、糖20g/L条件下,K.marxianus DL1利用木糖产木糖醇和乙醇,乙醇终质量浓度可达7.68 g/L,木糖醇质量浓度为9.12 g/L;以阿拉伯糖为发酵底物时,阿拉伯糖醇的产量可达6 g/L左右;而S.cerevisiae 6525不能利用戊糖。马克斯克鲁维酵母比酿酒酵母更适合纤维乙醇生产。     

ste20基因突变抑制葡萄糖诱导的酿酒酵母细胞凋亡

近年来,酿酒酵母的细胞调亡研究取得了很大进展。多种因素可以诱导其调亡,譬如过氧化氢（H2O2）、醋酸、高渗透压和高盐浓度等。葡萄糖是酿酒酵母生长所必须的重要营养物质之一。同时,在其他营养元素缺乏的条件下,只用葡萄糖培养将迅速的诱导酿酒酵母的细胞凋亡。Ste20是PAK（p21 activated kinase）家族的成员,它参与酿酒酵母的信息素应答、假菌丝生长和侵入生长等途径。有研究表明,ste20突变株能抵抗由信息素和过氧化物诱导的细胞调亡。我们发现STE20基因突变也能抑制葡萄糖诱导的凋亡,用葡萄糖处理时,与野生型相比,ste20突变株细胞能保持完整的细胞膜和细胞核结构。H2O2诱导酿酒酵母细胞凋亡时,需要Ste20激酶磷酸化组蛋白H2B第十号丝氨酸（S10）。因此,葡萄糖诱导的酿酒酵母细胞凋亡作用可能通过类似于过氧化氢诱导的酿酒酵母细胞凋亡的途径进行的。     

葡萄酒酿酒酵母果糖利用影响因素的研究进展

葡萄酒酒精发酵后期,酿酒酵母果糖利用能力与酒精发酵中止和发酵不彻底密切相关,而且残余果糖还可能带来微生物污染和酒体失衡的危险。从酿酒酵母己糖跨膜转运、己糖胞内磷酸化及发酵条件(葡萄糖浓度、乙醇和温度)对果糖利用影响等方面的研究进展进行了综述,对筛选和构建高果糖利用优良葡萄酒酿酒酵母研究,以及生产中合理控制酒精发酵过程具有重要指导意义。     

不同碳源对小球藻Chlorella zofingiensis异养产虾青素的影响

研究了葡萄糖、蔗糖和果糖对小球藻(Chlorella zofingiensis)异养生长及产虾青素的影响,结果表明,在糖浓度为20g/L时,细胞生长较快,但干重较小,虾青素含量较低;在糖浓度为50g/L时,细胞生长较慢,但干重较大,虾青素含量较高。3种碳源中蔗糖和葡萄糖效果较好,在蔗糖浓度为50g/L时,虾青素含量和产量分别达到0.94mg/g和9.61mg/L。     

药用蕈菌紫芝液体培养的生长特征分析

使用专门设计的ALR ff蕈菌液体培养反应器 ,研究了有关紫芝液体培养过程中菌丝生长的特征。结果表明 ,液体培养时紫芝菌丝生长对温度有较宽的适应范围 2 5℃～ 3 5℃ ,但生长比速率相差很大。通气量由 0 93vvm提高到 1 6 4vvm时 ,菌丝生长比速率明显地增加 ,最大值为 0 0 4 4 4 (h- 1) ;当通气量进一步提高到 2 5 0vvm时 ,生长比速率反而下降。与低糖浓度比较 ,较高糖浓度 (2 80g 1 0 0mL)可以使生长迟滞期缩短 ;培养后期菌丝缠绕成浓密颗粒 ,较高糖浓度可以促进生长。在整个培养过程中 ,糖浓度较低时葡萄糖转化成菌体的生长效率明显高于较高葡萄糖浓度的效率。碳源限制生长的连续培养研究结果 ,进一步反映了菌丝不同生长活性使菌丝物具有不同形态结构。菌体量、限制生长底物、菌体生成率的三者关系与细菌有明显的差异。并且 ,在 0 0 1 0～ 0 2 2 0 (h- 1)稀释率范围内菌丝生长符合Contois方程     

酵母菌的分离培养及发酵实验方法

通过分离培养得到纯种酵母菌并对其进行观察区分;用几种酵母菌进行糖发酵实验,比较酵母菌对不同糖的利用能力;利用培养所得到的酿酒酵母和假丝酵母酿造葡萄酒,测量葡萄酒的酒精度数,对比确定哪一种酵母菌的酿酒效果更好、产酒率更高。通过平板划线法及稀释涂布法获得纯种的酵母菌种,同时结合菌落形态观察法初步区分酵母菌的种类;通过压滴法区别酵母菌的细胞形态;通过美蓝染色法鉴别酵母菌的死活;采用穿刺接种法分别将酵母接种在带有指示剂的半固体培养基上。3种实验酵母都不发酵乳糖,酿酒酵母的发酵蔗糖和葡萄糖的能力远不及红酵母和假丝酵母。酿酒酵母所酿造出的葡萄酒酒精度数高于假丝酵母。     

介质Ca2+和La3+对酿酒酵母生长的影响

采用正交实验研究了外加Ｃａ^２＋和Ｌａ^３＋对酿酒酵母生长的影响。结果表明：外加Ｃａ^２＋和Ｌａ^３＋对酿酒酵母的生长均有显著的影响,都呈现出低浓度时正效应和高浓度时负效应,当Ｃａ^２＋浓度为１ｍｍｏｌ／Ｌ及Ｌａ^３＋浓度为１５μｍｏｌ／Ｌ时酿酒酵母生长最好。     

碳源对重组大肠杆菌发酵生产GLP-1融合蛋白的影响

以一株表达人胰高血糖素样肽-1融合蛋白的重组大肠杆菌为研究对象,首先通过摇瓶实验对碳源种类进行了初步选择,发现葡萄糖和甘油对菌体生长以及GLP-1融合蛋白表达较为适宜。进一步在5 L反应器上对初始葡萄糖及甘油浓度进行了考察,发现高浓度碳源有利于菌体生长却抑制GLP-1融合蛋白表达,但能提高GLP-1融合蛋白的体积得率。在0.25%初始葡萄糖或甘油存在的条件下,在培养过程中流加葡萄糖或甘油维持其在发酵液中的浓度,比较了两者对菌体生长以及GLP-1融合蛋白表达的影响,结果发现,以甘油为碳源时,菌体生长以及GLP-1融合蛋白的表达量均高于以葡萄糖为碳源的结果,最终发酵液的菌浓(OD_(600))可达到25.4,较葡萄糖为碳源时19.1提高了33.0%,GLP-1融合蛋白表达水平和体积得率分别可达到22.4%和1.051 g/L,较葡萄糖为碳源的15.8%和0.504 g/L分别提高41.8%和108.5%。该结果对GLP-1融合蛋白表达菌株发酵条件的进一步优化提供了依据。     

不同碳源对小球藻Chlorella zofingiensis异养产虾青素的影响

研究了葡萄糖、蔗糖和果糖对小球藻(Chlorella zofingiensis)异养生长及产虾青素的影响,结果表明,在糖浓度为20g/L时,细胞生长较快,但干重较小,虾青素含量较低;在糖浓度为50g/L时,细胞生长较慢,但干重较大,虾青素含量较高。3种碳源中蔗糖和葡萄糖效果较好,在蔗糖浓度为50g/L时,虾青素含量和产量分别达到0.94 mg/g和9.61 mg/L。     

树干毕赤酵母和酿酒酵母混合糖发酵产乙醇

以树干毕赤酵母和酿酒酵母为发酵菌株,酸性蒸汽爆破玉米秸秆预水解液和纯糖模拟液为C源,采用固定化酵母细胞的方法,研究了酸爆玉米秸秆预水解液初始pH、N源种类及其浓度、3种发酵模式对树干毕赤酵母戊糖发酵的影响。结果表明:玉米秸秆预水解液适合发酵的初始pH范围为6.0～7.0;1.0 g/L的(NH4)2SO4作为N源,在40 g/L葡萄糖和25 g/L木糖培养基中发酵24 h,糖利用率达到99.47%,乙醇质量浓度为24.72 g/L,优于尿素和蛋白胨作为N源;3种模式的发酵体系中,以游离树干毕赤酵母和固定化酿酒酵母发酵性能最好,糖利用率和乙醇得率分别为99.43%和96.39%。     

混合硝酸稀土对谷氨酸产生菌的影响

本文就不同浓度混合硝酸稀土在不同时间里对谷氨酸短杆菌的生长及其对葡萄糖的吸附作用进行了某些探讨。发现在培养15小时后、稀土浓度为3ppm与不加稀土的对照组比较,菌体干重净增加1.3克。并初步认为在低剂量时、稀土元素对该菌生长的促进作用是明显的;高剂量时,对该菌生长有抑制作用。我们试图通过有关实验,找到增产谷氨酸的新的发酵控制条件。     

利用荧光蛋白研究产甘油假丝酵母胞浆3-磷酸甘油脱氢酶基因CgGPD启动子

[目的]克隆产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)胞浆3-磷酸甘油脱氢酶基因CgGPD的启动子(PCggpd),并通过报告基因gfp的差异表达来研究葡萄糖浓度对PCggpd在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中的诱导特性.[方法]采用PCR扩增的方法分别从产甘油假丝酵母基因组和pCAMBIA1302载体中克隆出CgGPD的启动序列PCggpd和绿色荧光蛋白基因gfp.将两个基因同时构建到酿酒酵母表达载体pYX212-zeocin中,构建时将绿色荧光蛋白基因gfp置于CgGPD的启动序列下游,获得重组质粒pYX212-zeocin-PCggpd-gfp.通过电击转化酿酒酵母W303-lA.将重组酿酒酵母S.cerevisiae W303-1A-GFP置于不同葡萄糖浓度培养基中进行培养,利用荧光显微技术对其进行荧光检测.[结果]重组酿酒酵母能产生稳定的荧光,当葡萄糖浓度为2%时,重组酿酒酵母在YEPD培养基中产生较弱的荧光,随着葡萄糖浓度的升高,荧光强度有明显的增强.[结论]PCggpd属于环境胁迫诱导型启动子,高浓度的葡萄糖能诱导PCggpd启动绿色荧光蛋白的高水平表达,这对完善产甘油假丝酵母的遗传背景研究,阐明其高产甘油的机理具有重要意义.     

平菇菌糠提取液对酵母产量的影响

本文通过配制不同比例的平菇菌糠提取液,对酿酒酵母进行培养,经过细胞浓度测定,发现不同浓度的平菇菌糠提取液对酵母的增长均有促进作用。其中20%平菇菌糠提取液+1%葡萄糖为6.25%;20%平菇菌糠提取液+2%葡萄糖为15.81%;40%平菇菌糠提取液为13.97%;60%平菇菌糠提取液为18.75%;80%平菇菌糠提取液为19.29%;100%平菇菌糠提取液为21.69%,可以看出100%平菇菌糠提取液的促进效果是最为明显的。该研究证明平菇菌糠提取液可以代替常用的YPD培养基对酿酒酵母进行培养。     

毕赤酵母己糖运载体HXTl基因缺失菌株的构建

葡萄糖在酵母胞内的转运是依靠己糖运载体家族成员完成的.目前在酿酒酵母中已鉴定了18个己糖运载体基因,各自功能也已得到深入的研究.然而在作为优良蛋白表达系统的毕赤酵母中,目前国内外尚未有此类基因的相关报道.本文基于酵母同源重组率高的特性,以G418作为抗性筛选标记,分别在其5'和3'端连接待缺失毕赤酵母基因HXTl开放阅读框ORF的上下游各200 bp作为同源重组区,电转毕赤酵母GS115感受态,通过不同浓度G418抗性平板筛选,最终得到了HXTl基因缺失的毕赤酵母菌株GS115AHXTl.通过与野生株比较发现,HXTl基因缺失株的生长状况及葡萄糖利用都有所下降.     

酵母己糖转运蛋白Hxt7启动子突变体的构建与表达

葡萄糖在酵母细胞中的转运是通过一个庞大的己糖转运子家族的实现的。Hxt7为一种高亲和性转运蛋白,在这个家庭中的表达丰度最高,它的表达为低浓度葡萄所诱导,为了研究葡萄糖转运细胞生长和葡萄糖阻遏的控制作用,提高对糖酵解通路和糖代谢过程的可调控性,该研究对HXT7启动子进行逐步删除,并将含启动子区域长短不同的HXT7基因整合转入酿酒酵母己糖转运子缺失菌株hxt△（hxt1-hxt7,gal12缺失）的基因组,构建一组仅含HXT7且表达水平不一的酵母启动子突变株。将HXT7在突变株中的表达与野生菌株（MC996A）中的表达进行比较,对它们在含50mmol/L葡萄糖培养基中的生长速率、葡萄糖消耗性能、HXU7 mRNA及蛋白质表达水平等进行了实时测定,结果表明,当葡萄糖浓度低于5mmol/L时,HXT7的表达量最高,高浓度葡萄糖环境下,HXT7在突变株中的表达高于在野生标中的表达,显示出不完全性葡萄糖阻遏效应,HXT7的表达水平与启动子长短和基因拷贝数有关,位于-495至-346之间的149bpHXT7启动子区域对HXT7的表达于关重要,启动子短对346bp,HXT7基本不表达。     

IGF-1抑制妊娠合并糖尿病诱导的鼠胚胎细胞凋亡

应用IGF-1拮抗高糖毒性环境胚胎细胞的凋亡、有利于早期胚胎的生长发育,为IGF-1在妊娠合并糖尿病的患者中的临床应用提供了依据。本实验构建妊娠合并糖尿病的昆明小鼠动物模型,检测不同浓度葡萄糖对体外培养胚泡细胞生长的影响。观察不同浓度胰岛素样生长因子-1（Insulin-like growth factor-1,IGF-1）对体外高糖环境胚泡细胞发育的影响,