棒状杆菌发酵基因工程研究进展

传统的育种方法由于本身的缺陷受到了基因工程育种的强有力挑战,基因工程技术应用于发酵工业创立了全新的发酵基因工程。传统发酵菌种棒状杆菌的分子生物学研究欣欣向荣,棒状杆菌的受体系统、载体系统以及ＤＮＡ转移技术都已取得长足进展。对棒状杆菌的分子遗传机制的阐明使得构建表达载体并表达目的基因成为现实。利用基因突变和基因重组技术选育优良的棒状杆菌发酵菌种,业已取得明显成效。     

大肠杆菌和酵母表达系统的研究进展

20世纪70年代以来,分子生物学及基因组学迅猛发展,其在生物及医学领域发挥着越来越重要的作用。在发酵工业中,分子生物学技术广泛应用于菌种的遗传改造和基因工程菌株的构建,以期提高发酵产物的产量并丰富发酵产物的类型。其中,利用原核及真核表达系统进行外源基因的扩增、表达以生产蛋白疫苗、核酸疫苗和酶制剂等是近十年来发酵工业的新兴领域。本文从表达载体和宿主菌改造两方面综述近些年来大肠杆菌及酵母表达系统的新进展与新技术。     

微生物发酵过程的多种培养技术

微生物发酵是一种很复杂的生化过程,除了与菌种的生产性能有关,还与培养基的配比、原料的质量、灭菌条件、发酵条件和过程控制等有密切关系.传统的微生物发酵过程主要有分批、半连续、分批补料、连续发酵等几种方式,不同的培养技术各有其优缺点.了解生产菌种在不同的生产工艺条件下的细胞生长、代谢和产物合成的变化规律将有助于发酵过程烫的控制.     

微生物发酵生产脂肪酶的研究进展

脂肪酶是一种重要的工业用酶,广泛应用于食品、精细化工、医药和能源等领域.脂肪酶最主要的来源是通过微生物发酵生产.综述了脂肪酶种类、高产脂肪酶菌种选育、发酵工艺优化与调控、高密度发酵和发酵工艺放大等方面的研究进展,并展望了脂肪酶发酵生产的研究方向及前景.     

重组大肠杆菌的发酵与代谢工程

在工程菌的发酵中,外源基因高表达条件下的高密度发酵对于提高生产效率、降低生产成本、简化产品纯化工艺以及降低扩大生产投资都具有非常重要的意义．然而在大肠杆菌的高密度发酵中遇到了许多困难［‘］,其中主要包括有机酸类代谢副产物累积并抑制细菌自身生长、供氧限制和外源基因高表达引起宿主细胞生理负担过重等问题。对此,国内外学者作了许多有意义的探索。应用代谢工程技术对工程菌进行改良,使之有利于外源基因的高表达及高密度发酵,是一项很有应用前景的研究课题,引起了广泛关注。本文拟对近年来有关应用代谢工程改良重组大肠…     

工业微生物在渗透胁迫下的应激反应及保护措施

发酵工业作为生物技术产业的重要组成部分,在我国工业结构中占据了极大比重,而在工业发酵后期菌体代谢物、中和剂以及补料物的累积使微生物受到极大的渗透胁迫,严重影响了细胞生长及目标产物代谢,致使发酵产量与效率偏低。本文主要针对高渗胁迫下微生物的细胞结构、应答途径、基因、蛋白、代谢、分裂机制进行综述与分析,并以微生物菌种特性结合工业发酵技术为改良思路,从菌种改良、外源添加保护剂、改良中和剂、去除渗透抑制因子、膜过滤技术等方面找寻潜在渗透保护措施,以期为发酵行业生产力水平的提升、节能减排降耗提供参考。     

RIM21基因缺失对拉格啤酒酵母絮凝性能的影响

拉格啤酒酵母是我国啤酒酿造的主要菌种。细胞絮凝是啤酒酵母重要的生产性状,在不影响发酵性能的情况下适度提高酵母的絮凝能力,有助于发酵结束时细胞和产物的分离,有利于工业化啤酒生产,具有较高的经济价值。前期在对一株工业用拉格啤酒酵母G03及其絮凝突变株的研究中,挖掘到一个可能影响啤酒酵母絮凝性的候选基因RIM21。为了验证该基因的作用,文中在G03中对RIM21进行了敲除,发现RIM21敲除后,酵母在11 ℃发酵条件下的絮凝性能增强,基因FLO5、Lg-FLO1及细胞壁完整性途径中的部分基因表达上调。同时,CO2失重、酒精度、发酵度等发酵指标未有明显变化。另外,发现RIM21的缺失增强了啤酒酵母对细胞壁抑制剂的耐性。研究结果为阐释低温发酵条件下啤酒酵母的絮凝调控机理及菌株絮凝性的改善提供了基础。     

无机微粒添加对丝状微生物发酵过程的影响

摘要:丝状微生物是一类重要的工业发酵菌种,在液体深层发酵过程中其菌丝呈现3种形态:分散状菌丝、团状及球状,而其生长形态与发酵产物种类及产量之间又存在着重要的关系。本文结合本实验室所做的初步工作阐述了丝状微生物菌体形态对其发酵产物种类及产量的影响,以及无机微粒的添加对发酵过程中菌体形态、菌体结构以及发酵产量等的影响。     

发酵白酒糟生产饲料蛋白的优良菌种的筛选

采用常规方法从1000多株菌(包括丝状真菌、酵母菌、链霉菌、细菌)中筛选到一批优良菌种,并进行了单菌发酵、多菌株组合发酵,不同原料配方发酵试验。在实验室条件下,发酵产物的粗蛋白含量高达35.9％,比原料本身的粗蛋白含量高50％以上,比所用培养基的粗蛋白含量高30％,发酵产物的粗纤维含量降低率为15％;粗脂肪含量为5.5％左右;产率达80％以上。结果证明,筛选到的菌株确是发酵白酒糟生产饲料蛋白的优良菌种。     

影响重组工程菌发酵产率的因素

随着分子生物学对表达外源基因的重组工程菌的研究的不断深入以及重组ＤＮＡ技术的发展,为我们更科学而不是经验地研究重组工程菌的发酵规律提供了理论基础。但有关微生物生理与质粒拷贝数、质粒稳定性和外源基因表达之间相互关系的研究还较少。本文重点综述了质粒拷贝数、质粒稳定性及外源基因表达水平等因素及环境条件对发酵过程中目标产物产率的影响,同时探讨了在工程菌发酵中以上因素的控制方法。     

先进固体发酵技术(ASSF)生产甜高粱乙醇

介绍了利用高产能源作物甜高粱生产燃料乙醇的先进固态发酵(ASSF)技术,从甜高粱茎秆保存、菌种、反应器,到固体发酵过程的数学模拟和工程放大进行了系统研究。筛选出高效产乙醇的菌种CGMCC1949,固体发酵时间低于30 h,乙醇收率高于92%;优选出贮存甜高粱茎秆的有效方法,通过抑菌处理,厌氧贮存200 d糖分损失小于5%;对固态发酵过程进行了数学模拟,设计并优化了固体发酵设备,成功进行了工程放大试验,并且基于ASPEN软件对该技术进行了技术经济评价,结果表明ASSF法生产甜高粱乙醇在技术、工程和经济上均具有充分的可行性和明显优势。     

重组GM-CSF/IL-3融合蛋白表达菌发酵研究

基因工程菌的发酵技术是基因工程药物大规模生产所必备的关键技术,本文对于重组ＧＭ－ＣＤＦ／ＩＬ－３融合蛋白表达菌株Ｅ．ｃｏｌｉ ＢＬ２１（ＤＥ３）（ｐＦｕ）的生长及产物表达规律进行了探索,在此基础上进行高密度发酵研究,真体最终发酵密度达ＯＤ６００值６０以上,目的产物占菌体总蛋白２５％以上。     

基因组改组及其在木质纤维素水解液乙醇发酵菌种选育中的应用展望

能高效代谢木质纤维素水解液中的可发酵糖、同时可耐受/分解发酵抑制剂的菌种, 是利用木质纤维素为原料生产燃料乙醇技术的关键。基因组改组技术是近些年发展起来的一项新型育种技术, 该技术已运用于食品和医药行业菌种的改良。本文综述了基因组改组技术的原理、方法、特点、及其运用, 并对其在木质纤维素水解液乙醇发酵菌种选育方面的应用进行了展望。     

生物发酵法制备木糖醇的研究进展 *

木糖醇由于其特殊的物理,化学性质在众多领域被广泛应用,全球需求量日益增多.目前,木糖醇的工业生产方法是由纯D-木糖在高温,高压下化学催化法制得的,该方法存在原料要求高,能耗高,条件苛刻,污染重等问题.生物发酵技术可以利用菌株发酵价格低廉的农作物废弃物来制备木糖醇,由于其原料来源广,能耗低,条件温和,环境友好等优点而备受关注,是一种潜在的具有吸引力的化学过程替代品.然而,由于发酵产物木糖醇含量低,微生物发酵法制备木糖醇的路线尚未在工业上得到实践.综述了生物法制备木糖醇过程中影响木糖醇产率的因素以及可能的菌种改造技术,并给出了生物技术生产木糖醇目前面临的挑战,进一步展望了生物法制备木糖醇的研究方向.     

微生物过氧化氢酶的发酵生产及其在纺织工业的应用

微生物过氧化氢酶是一种重要的工业酶制剂,可以催化分解过氧化氢生成水和氧气。这一酶制剂在食品、纺织、医药等领域表现出广泛的应用潜力。生物工程和基因工程技术的进步推动了微生物过氧化氢酶的发酵生产。以下综述了微生物过氧化氢酶发酵生产的进展及其在纺织工业中的应用,同时讨论了微生物过氧化氢酶的发酵生产和纺织工业应用的未来趋势。     

重组酵母菌的高密度发酵表达

酵母作为一类外源基因的表达系统具有很多优点 ,有许多外源基因在工程酵母菌表达生产重要的外源蛋白[1] 。从生理学角度看 ,作为外源基因的受体细胞 ,酵母的生理和遗传特性影响着外源基因的表达。同时 ,外源基因的表达 ,特别是高表达的外源蛋白对宿主细胞有抑制作用甚至会导致细胞中毒或死亡。再加上工程菌的培养过程中的不稳定性问题的存在 ,因此 ,菌体细胞的高浓度和目的基因的高表达是一对矛盾 ,它们互相制约 ,构成生物工程研究的重要工作之一。1 .工程酵母菌的高密度发酵酵母的高密度发酵是一个相对概念 ,一般指发酵液中酵母浓度在 30 …     

放线菌工业菌种选育、过程优化与放大研究进展

放线菌属由于能够产生一系列结构复杂的生物活性物质而受到广泛关注, 这些活性代谢产物的大规模发酵生产在医药、农业等领域的应用中起着重要的作用。本文综述了近年来放线菌次级代谢产物产业化研究的一些新进展, 包括菌株的改造、生物过程优化和控制以及发酵放大技术, 并对这些方法和技术进行了讨论。     

顶头孢霉遗传育种研究进展

顶头孢霉是一类重要的工业微生物,其发酵产物头孢菌素C可用来生产7-ACA,而后者是临床常用抗感染药物头孢类抗生素的重要中间体。头孢菌素C的发酵水平决定了其下游头孢类抗生素的生产水平、产品质量及价格,因此对顶头孢霉的菌种选育工作显得尤其迫切。随着分子生物学的发展,基因工程分子改造在遗传育种领域发挥着越来越重要的作用。文章综述了对头孢菌素C的生物合成以及调控的研究进展,并将国内外对顶头孢霉进行遗传育种的结果进行了归纳总结,提出了可以从提高头孢菌素C发酵水平、延伸代谢途径等不同方面对头孢菌素C生物合成及调控基因,包括外源基因的导入和表达进行改造优化,并对进一步的研究目标进行了展望,认为可以结合比较蛋白质组和基因组改组使遗传育种所获得的工程菌尽快进入产业化。     

rhTNF α表达条件的优化与中试发酵

为了确定出rhTNFα最佳表达条件,实验利用正交试验设计方法,对rhTNFα工程菌的进行发酵培养和42℃热诱导,此后借助蛋白凝胶电泳分析软件对各组样品的凝胶电泳图片定量分析,利用方差分析对影响TNF基因工程菌对目的产物表达的几个重要的条件进行了优化,并最终确定出pH7．5、培养温度27℃、培养时间4．5h、诱导时间5h的最佳表达条件。在该条件下进行中试发酵TNF的表达产物占到了菌体总蛋白的60％左右,且大部分以可溶形式存在。说明在大肠杆菌生长正常的前提下适度低温培养有利于rhTNFα的表达和减少包涵体的形成。     

Vgb在大肠埃希菌中表达及生物活性的研究

目的将vgb克隆到大肠埃希菌表达载体pQE-30中,研究vgb表达产物对细胞摄氧能力的影响。方法利用PCR和基因重组技术克隆vgb与大肠埃希菌表达质粒pQE V,大肠埃希菌转化采用CaCl2法,VHb活性分析采用CO示差光谱法。结果克隆了vgb和重组质粒pQE V,vgb基因在大肠埃希菌中获得表达,在A420 nm处达到典型吸收峰。结论 vgb在大肠埃希菌中表达产物加强了对氧的摄取能力,对解决细胞高密度发酵培养中氧需矛盾、促进代谢产物的产率具有非常重要的应用价值。