浅析工程菌发酵培养

工程菌发酵培养主要包括育种技术、发酵过程的优化等。其中良好的生产菌种是发酵工作的中心环节。在传统的发酵工业中 ,菌种的诱变和筛选工作起着非常重要的作用。在七·五期间 ,国家发展高技术产业确定后 ,基因工程技术 (重组ＤＮＡ技术 )为发酵工程开辟了广阔的领域。生物技术产品作为优先开发的领域之一 ,给我国生命科学领域带来了一场深刻的革命 ,科学家们利用基因操作技术克隆出目的基因 ,然后将其组装入表达质粒 ,转染到宿主细胞中 ,经过发酵诱导表达目的产物以及纯化等一系列程序生产出所需要的目的产物。特别是医疗用蛋白、多肽类治…     

大肠杆菌pheA基因在黄色短杆菌中的克隆与表达

在大肠杆菌中,影响苯丙氨酸生物合成的关键酶基因之一是ｐｈｅＡ基因。利用大肠杆菌棒状杆菌穿梭表达载体Ｐｌｃｘ３６克隆了一个对反馈抑制不敏感的大肠杆菌基因ｐｈｅＡ,组建成质粒Ｐｌｃｘ３７。Ｐｌｃｘ３７以接合转移方法转移到抗氟代苯丙氨酸的黄色短杆菌３６２１等菌株中,获得若干基因工程菌株。经发酵测定,编号为３６２１０９的黄色短杆菌的苯丙氨酸产量比出发菌３６２１高出１倍。最高达２６.２６ｍｇ／ｍｌ。     

生产氨基酸的基因工程菌研究进展

随着抗癌药物制剂、氨基酸输液制剂及甜味二肽生产的飞速发展,对原料氨基酸的需求量日益增长。传统的发酵工业越来越不能满足需求,势必被以基因工程为基础的新兴发酵工业所代替。通过建立大肠杆菌及棒状杆菌的高效载体受体系统,运用ＤＮＡ重组、定向突变等手段,对代谢途径及关键酶进行了深入系统的研究,为代谢工程注入了新的活力,为获得高产、优质且易于自动化生产的菌株打下了基础     

抗生素菌种选育的研究进展

传统的诱变育种仍是目前抗生素菌种选育中最常用的育种技术,根据抗生素生物合成和代谢调控机制设计的育种方法——推理选育,可大大减少随机筛选的盲目性,提高筛选效率。原生质体融合技术和基因工程技术也被用于抗生素的菌种选育,以基因工程技术为主的多元化的育种方式是今后抗生素菌种选育的主导方向。     

发酵工程的进展

20年来发酵工程经历了空前的变革,内涵自然也更为丰富多彩,主要包括了育种技术,发酵过程优化,下游处理等,其中优良的生产菌种仍是发酵工作的中心环节。在传统发酵工业的发展中,诱变育种起到了巨大的推动作用,试观青霉素在40年代发现之时仅有几个单位,现在 生产水平已达4-6万单位/毫升。从中不难看到传统育种(诱变筛选,原生质体融合)的贡献。     

应用纤维素结合域标签构建谷氨酸棒状杆菌表达系统

为优化谷氨酸棒状杆菌表达系统的纯化工艺,合成里氏木霉的CBD基因,将其与谷氨酸棒状杆菌分泌表达载体pXMJ19-sp连接,构建以CBD为纯化标签的重组载体pXMJ 19-sp-CBD.在该载体中插入GFP基因并转化至谷氨酸棒状杆菌,可获得分泌表达融合蛋白GFP-CBD的重组菌.该菌经IPTG诱导后的发酵液在紫外灯下显示强烈的绿色荧光,重组蛋白的分泌表达量达200 mg/L.利用CBD标签对纤维素柱的可逆性吸附,可直接对谷氨酸棒状杆菌分泌到培养基中的重组蛋白进行纯化,从而简化工艺和降低成本,为工业化大生产奠定基础.     

工业菌种改良述评

微生物菌种是发酵工业的基础。菌种筛选和持续不断的改良贯彻于发酵过程始终。传统的(经典的)诱变—筛选仍是目前最实用的常规技术;以基因工程为核心的现代生物技术正越来越显示出其在菌种改良上的魅力,并将最终成为微生物育种的主导技术。     

芽胞杆菌属产α-淀粉酶的研究进展

α-淀粉酶是一种重要的淀粉水解酶,可以从动物、植物或微生物中获得。但应用于工业生产的α-淀粉酶绝大多数来自芽胞杆菌。自α-淀粉酶工业化生产以来,研究人员针对其生产菌株芽胞杆菌进行了一系列的诱变选育和基因工程等分子生物学育种,使得菌种的产酶能力不断得到提高。另外,优化芽胞杆菌发酵培养基及发酵参数也是提高α-淀粉酶工业化生产产量的重要方法。     

基因工程菌的发酵研究

本文对大肠杆菌表达的ｒｈＧＭ－ＣＳＦ工程菌的发酵条件进行了详细的研究,探讨了发酵条件对工程菌表达外源蛋白量的影响,优化了影响发酵的各种条件,形成了一套工程菌发酵表达外源蛋白的工艺,并从工业化角度对工程菌的高密度高表达间的关系进行了探讨。     

现代生物技术在二元酸发酵菌种改良中的应用

在分析微生物发酵生产二元酸的代谢机理和相关酶系的基础上 ,对基因工程、代谢调控等现代生物技术在长链二元酸发酵菌种改良中应用的最新进展进行了全面的综述 ,对如何将传统的微生物发酵与现代生物技术有机结合作了简要讨论。     

蛋白质组学技术在工业发酵梭菌研究中的应用

介绍了目前应用较广泛的蛋白质组学技术的原理、应用及优缺点;总结了发酵工业中常用的梭菌属细菌;重点阐述了蛋白质组学技术在工业发酵梭状芽孢杆菌研究中的应用,为工业发酵菌种的改良和发酵工艺的优化提供理论依据。最后讨论了今后工业发酵菌种蛋白质组学研究的重点和方向。     

燃料乙醇发酵技术研究进展

在分析木质纤维素类生物质制备燃料乙醇原理基础上,重点对燃料乙醇转化过程的发酵工艺进行了论述。目前乙醇发酵工艺主要包括直接发酵、分步糖化发酵、同步糖化发酵、同步糖化共发酵和联合生物加工技术等,对这几种技术的研究现状进行了分析并对其发展趋势进行了展望,通过基因工程构建高效发酵菌种的联合生物加工技术将是未来高效发酵工艺的发展趋势,旨在为有效提高发酵菌株的底物代谢能力,获得高的乙醇产量提供重要参考。     

构建基因工程菌发酵产生维生素C的前体2-酮基-L-古龙酸

从棒状杆菌ＳＣＢ３０５８克隆得到两个２,５－ＤＫＧ＾＊＊还原酶基因后,构建了两个能够表达２,５－ＤＫＧ还原酶的基因工程大肠杆菌ＢＬ２１（ＤＥ３）ＰＥＴ９ａⅡ和ＤＨ５α（ｐＢＬ４）和一个基因工程欧文氏菌ＥＲ９７。２,５－ＤＫＧ还原酶基因分别受控于ＰＬ或Ｔ７启动子,通过加入ＩＰＴＧ或提高温度进行诱导,ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和酶活测定确定它们在诱导后得到了高表达,用细胞抽提液在加入辅酶ＮＡＤＰＨ的体外实验中转     

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。     

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。     

小麦遗传转化研究进展

小麦 (ＴｒｉｔｉｃｕｍａｓｅｔｉｕｍＬ)是世界上分布最广 ,种植面积最大的粮食作物之一 ,传统的小麦育种方法主要是利用远缘杂交技术来提高小麦品质和产量 ,然而有限的可利用的种质资源常常限制了育种工作的突破。基因工程技术的发展和应用 ,打破了物种间的界限 ,增加了小麦外源基因导入的途径和范围 ,对小麦育种有着深远意义。自 80年代以来 ,虽然许多植物包括重要农作物水稻和玉米的遗传转化工作发展得很快 ,但小麦近几年才取得成功。这主要是由于农杆菌宿主的限制以及小麦原生质体培养的艰难性制约了小麦遗传转化的发展。经过多年的不…     

产木聚糖酶枯草芽孢杆菌构建及表达条件优化

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)具有很强的分泌能力,产酶能力强,属于食品级安全微生物.以枯草芽孢杆菌为宿主菌异源表达木聚糖酶,采用同源重组的方法将木聚糖酶基因连接到载体pWB980上,构建表达载体pWB980-xynZF-2,电击转化枯草芽孢杆菌WB600,获得重组工程菌WB600-pWB980-xynZF-2.对重组工程菌进行单因素发酵条件优化和正交试验.结果表明:重组枯草芽孢杆菌摇瓶发酵的最适接种量1％、种龄14 h、装液量50 mL、温度34℃,转速160 r/min、发酵时间192 h.在摇瓶发酵条件下,木聚糖酶产量可达到0.168 U/mL.     

基因工程菌发酵生产L-乳酸研究进展

乳酸是重要的工业平台化学品。随着聚乳酸产业的兴起,对高质量L-乳酸的需求量也不断增加。为了进一步降低L-乳酸发酵成本,提高菌株的工业适应性,各种现代生物技术已经应用到L-乳酸发酵菌种的改造上来。文中简要综述了近年来使用乳酸菌、酵母、大肠杆菌及米根霉等基因工程菌株发酵生产L-乳酸的技术进展。     

毕赤酵母工程菌高密度发酵研究与进展

毕赤酵母表达系统是近年来发展最为迅速的一种新型外源蛋白真核表达系统,被广泛应用于多种不同领域且成功表达了许多基因工程产品。高密度发酵技术已被广泛运用到毕赤酵母工程菌发酵工程当中。主要从毕赤酵母的表达常用菌株、载体及表型等方面介绍了其表达系统,从外源基因自身的特性、培养基的组成、温度、pH、溶氧量及补料流加策略方面阐述了对毕赤酵母高密度发酵的过程及蛋白质表达结果的影响,并对毕赤酵母工程菌高密度发酵进行了展望,为其今后的研究及应用提供借鉴。     

毕赤酵母表达外源基因研究进展

毕赤酵母表达系统作为一种新型酵母表达系统,它既有原核生物的特点,又有真核生物的特性,可以对目的蛋白质进行糖基化、二硫键形成等翻译后修饰。在过去的20年中已经有200多种不同蛋白在毕赤酵母中实现了成功表达,其中许多已被广泛应用于临床诊断治疗或科研工作中。随着一系列新型酵母表达载体及菌株的构建及发酵技术的不断提高,毕赤酵母越来越吸引着科学家的关注,毕赤酵母己被发展成为一种细胞生物学研究及基因工程生产的模式真核生物。本文总结了毕赤酵母的载体与菌株构建及发酵技术和糖基化等方面近年的主要研究进展。