需钠弧菌(Vibrio natriegens)合成聚羟基丁酸的研究

研究结果表明,V.natriegens可以利用葡萄糖,果糖,以及糖蜜为碳源合成聚羟基丁酸[Poly(3HB)] ,当以糖蜜为碳源时,积累的Poly(3HB)达到细胞干重的28．4％,实验结果还表明,Poly(3HB)的积累滞后于细胞生长,在培养前加入过量的碳源,不仅没有Poly(3HB)积累,还抑制细胞的生长,测定了与Poly(3HB)合成相关的PHA聚合酶,β-酮硫解酶和乙酰乙酰CoA还原酶的活性。结果表明,伴随Poly(3HB)合成,PHA聚合酶活性从无到有,β－酮硫解酶活性提高了10倍以上。进一步通过利用脂肪酸合成代谢抑制物－浅蓝菌素（cerulenin),研究了脂肪酸从头合成途径与Poly(3HB)合成途径的关系。发现浅蓝菌素能够明显降低细胞Poly(3HB)的累积。根据以上结果,推测在V.natrigens中可能存在两条代谢途径参与Poly(3HB)的合成。     

以葡萄糖为唯一碳源合成聚-4-羟基丁酸的重组大肠杆菌的构建

为实现重组大肠杆菌以葡萄糖为唯一碳源合成均聚的P( 4HB) ,PCR扩增大肠杆菌编码谷氨酸:琥珀酰半缩醛转氨基酶基因(gabT) ,谷氨酸脱羧酶基因(gadA)以及富养罗尔斯通氏菌(Ralstoniaeutropha)H16的4_羟基丁酸脱氢酶基因(gadB) ,并组装到携带富养罗尔斯通氏菌(Ralstoniaeutropha)H16的PHA聚合酶基因(phaC)和克氏梭菌(Clostridiumkluyveri)中编码4_羟基丁酸:CoA转移酶基因(orfZ)的重组质粒pKESS5 3上,形成一个大的操纵元。携带重组质粒的大肠杆菌获得从三羧酸循环的中间物———α_酮戊二酸到P( 4HB)的代谢途径。结果表明,重组大肠杆菌可以以葡萄糖为唯一碳源合成均聚的P( 4HB) ,当向以葡萄糖为唯一碳源的无机培养基添加蛋白胨、酵母提取物、酪蛋白水解物时,P( 4HB)的含量可以高达菌体干重的30 %。     

重组大肠杆菌合成聚(3-巯基丙酸)和聚(3-羟基丁酸-3-巯基丙酸)的研究

利用Clostridium acetobutylicum的丁酸激酶基因 (buk) 和磷酸转丁酰基酶基因(ptb),以及Thiocapsa pfennigii的PHA合成酶基因,设计了一条能够合成多种聚羟基烷酸的代谢途径,用构建的质粒转化大肠杆菌,获得了重组大肠杆菌菌株.前期的研究表明,在合适的前体物条件下,该重组大肠杆菌能够合成包括聚羟基丁酸、聚(羟基丁酸-戊酸)等多种生物聚酯[Liu and Steinbüchel, Appl. Environ. Microbiol. 66739-743].利用该重组大肠杆菌,通过生物催化作用合成了3-巯基丙酸的同型共聚酯,同时利用该重组大肠杆菌还获得了含3-巯基丙酸单体的多种异型共聚物.实验首先研究了3-巯基丙酸对大肠杆菌生长的影响,在此基础上优化了培养过程中添加3-巯基丙酸的时机和浓度,结果表明,在实验的条件下,细胞合成聚(3-巯基丙酸)可达6.7%(占细胞干重),合成聚(3-羟基丁酸-3-巯基丙酸)(分子中3-巯基丙酸3-羟基丁酸=31)可达24.3%.实验进一步研究了同时或分别表达以上3个基因的重组大肠杆菌合成聚合物的能力,结果表明只有当3个基因同时表达时才能合成聚合物,说明3个基因对合成过程是必须的,从而表明了合成途径是按照设计的路线进行的.还通过GC/MS、GPC、IR等手段对合成的化合物进行了定性的研究.聚(3-巯基丙酸)或聚(3-羟基丁酸-3-巯基丙酸)等聚酯属于一类新型生物聚合物,它在分子骨架中含有硫酯键,不同于聚羟基烷酸酯的氧酯键,从而具有显著不同的物理、化学、光学等性质和具有重要的潜在应用价值.     

生物降解塑料聚羟基烷酸(PHA)的研究进展

本文在对聚羟基烷酸 (PHA)的结构和性质介绍的基础上 ,从实际工业应用的角度综述了国内外近年来有关它的生物合成、提取及应用的研究进展     

聚羟基烷酸（PHA）的回收方法

聚羟基烷酸（ＰＨＡ）作为一种新型生物完全可降解塑料具有良好的应用前景。目前ＰＨＡ的高成本影响了其广泛应用。回收方法是导致ＰＨＡ高成本的关键因素之一。本文总结和比较了ＰＨＡ回收的几种常用方法，并对可能的改进方法进行了探讨。     

聚羟基烷酸酯 (PHA) 改性研究进展

本文简述了生物制造聚羟基烷酸酯(PHA),包括聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)(PHBV)、聚(3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯)(P3/4HB)、聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯)(PHBH)的产业化现状,综述了针对PHA材料热稳定性差、加工窗口较窄等缺点而进行的一些改性研究。选用适当方法对PHA进行改性,可使其性能得到优化,应用领域得到拓展。     

重组大肠杆菌合成聚（3-巯基丙酸）和聚（3-羟基丁酸-3-巯基丙酸）的研究

利用Clostridium acetobutylicum的丁酸激酶基因 (buk) 和磷酸转丁酰基酶基因(ptb),以及Thiocapsa pfennigii的PHA合成酶基因,设计了一条能够合成多种聚羟基烷酸的代谢途径,用构建的质粒转化大肠杆菌,获得了重组大肠杆菌菌株。前期的研究表明,在合适的前体物条件下,该重组大肠杆菌能够合成包括聚羟基丁酸、聚（羟基丁酸戊酸）等多种生物聚酯［Liu and Steinbüchel, Appl. Environ. Microbiol. 66:739743］。利用该重组大肠杆菌,通过生物催化作用合成了3巯基丙酸的同型共聚酯,同时利用该重组大肠杆菌还获得了含3-巯基丙酸单体的多种异型共聚物。实验首先研究了3巯基丙酸对大肠杆菌生长的影响,在此基础上优化了培养过程中添加3-巯基丙酸的时机和浓度,结果表明,在实验的条件下,细胞合成聚（3-巯基丙酸）可达6.7%(占细胞干重),合成聚（3-羟基丁酸—3-巯基丙酸）（分子中3-巯基丙酸:3-羟基丁酸=3:1）可达24.3%。实验进一步研究了同时或分别表达以上3个基因的重组大肠杆菌合成聚合物的能力,结果表明只有当3个基因同时表达时才能合成聚合物,说明3个基因对合成过程是必须的,从而表明了合成途径是按照设计的路线进行的。还通过GC/MS、GPC、IR等手段对合成的化合物进行了定性的研究。聚（3-巯基丙酸）或聚（3-羟基丁酸-3-巯基丙酸）等聚酯属于一类新型生物聚合物,它在分子骨架中含有硫酯键,不同于聚羟基烷酸酯的氧酯键,从而具有显著不同的物理、化学、光学等性质和具有重要的潜在应用价值。     

筛选聚羟基烷酸产生菌的一种方法

介绍了一种快速筛选生物可降解塑料一聚羟基烷酸产生菌的方法。实验证明将荧光染料尼罗蓝加入固体培养基(终浓度50μg/mL),紫外灯下观察在这种培养基上生长的菌落,能合成聚羟基烷酸的菌落具有明显的荧光现象,且荧光强度变化与细菌胞内的聚羟基烷酸含量变化成正比,说明可以根据荧光强度的不同来表示聚羟基烷酸相对含量的高低。以此方法来筛选聚羟基烷酸产生菌,具有简单、快速、可靠的特点。     

高产稳产聚羟基烷酸的重组大肠杆菌的构建

重组大肠杆菌Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉＨＭＳ１７４（ｐＴＺ１８ＵＰＨＢ） 含有携带聚羟基烷酸（ＰＨＡ） 合成基因（ ｐｈａＣＡＢ）＊＊ 的质粒ｐＴＺ１８ＵＰＨＢ,是很有潜力的ＰＨＡ 生产菌,但存在着质粒不稳定和不能合成３羟基丁酸（３ＨＢ） 与３羟基戊酸（３ＨＶ） 共聚物［Ｐ（３ＨＢｃｏ３ＨＶ）］ 的缺陷。将ＲＫ２ 质粒上的ｐａｒ ＤＥ 基因引入ｐＴＺ１８ＵＰＨＢ 构成质粒ｐＪＭＣ２ ,该质粒可以在宿主Ｅ．ＣｏｌｉＨＭＳ１７４ 中稳定遗传。将培养基中的磷酸盐浓度降至１８ ｍ ｍｏｌ／Ｌ,发现Ｅ．Ｃｏｌｉ ＨＭＳ１７４（ｐＪＭＣ２） 能够以丙酸为前体合成Ｐ（３ＨＢｃｏ３ＨＶ） ,其中３ＨＶ 在共聚物中的含量为５ ％ ～８ ％ 。在５Ｌ自动发酵罐中分批补料培养Ｅ．Ｃｏｌｉ ＨＭＳ１７４（ｐＪＭＣ２） ,培养基初始磷酸盐浓度为１５ ｍ ｍｏｌ／Ｌ,３０ ｈ 后每升培养液中干菌体可达４２－５ ｇ,Ｐ（３ＨＢｃｏ３ＨＶ） 占干重的７０ ％ ,其中３ＨＶ 在共聚物中的含量为４－９ ％ 。     

赤芝子实体的化学成分研究(Ⅱ)

采用硅胶及凝胶柱色谱方法从赤芝(Ganoderma lucidum(Leyss.ex Fr.)Karst.)子实体的乙醇提取物中分离得到10个化合物,通过波谱数据及理化性质分别鉴定为赤芝萜醇A(lucidumol A,1)、麦角甾醇(ergosterol,2)、麦角甾醇棕榈酸酯(ergosteryl palmitate,3)、棕榈酸(palmitic acid,4)、β-谷甾醇(β-sitosterol,5)、硬脂酸(stearic acid,6)、油酸(oleic acid,7)、α-羟基-24-烷酸(α-hydroxytetracosanoic acid,8)、2-羟基-二十四烷酸乙酯(2-hydroxytetracosanoic ethyl ester,9)以及2-羟基-二十四烷酸甲酯(2-hydroxytetracosanoic methyl ester,10)。其中,化合物9~10首次从该属植物中分离得到,4~8首次从该植物中分离得到。     

新型生长快速需钠弧菌基因组无痕编辑体系构建

需钠弧菌Vibrionatriegens作为近几年发展起来的一种新型生长快速底盘细胞,在合成生物学领域展现出良好的应用前景。基因组编辑是合成生物学研究中不可或缺的遗传操作手段。但是,开展需钠弧菌的合成生物学研究仍然有待进一步发展精准、高效的基因组编辑系统。针对这个问题,首先对6株需钠弧菌的生理表型进行检测,选取生长快速、表型稳定的CICC 10908菌株作为基因组编辑研究的宿主细胞。其次,建立并优化需钠弧菌自然转化系统。优化后的系统将筛选标记基因cat-sacB或KanR整合到需钠弧菌染色体上的同源重组效率分别达到4×10–5和4×10–4。再次,在优化的自然转化系统基础上,利用双向选择性筛选方法,建立了精准、高效的需钠弧菌基因组无痕编辑体系。通过测试,基因敲除、回补、插入和替换这4种不同类型基因编辑的阳性率分别为93.8%、100%、95.7%和100%。最后,需钠弧菌可以实现质粒的高效转化和消除。该工作为需钠弧菌合成生物学研究提供精准、高效的基因组无痕编辑手段。     

废弃塑料生物法高值化合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)研究进展

石油基合成塑料因成本低、易便携、化学稳定性好等优点,使用量逐年增加,但其在自然条件下难以被生物降解,在环境中不断累积,造成了严重的“白色污染”问题。聚羟基脂肪酸酯(PHA)是微生物合成的可降解材料,因为其种类及性能多样,所以应用前景广阔,被视作石油基塑料的优质替代品,然而生产成本是导致其应用受限最重要的问题,特别是底物成本占主要部分。利用废弃塑料重新生物合成可降解塑料PHA,既有助于解决塑料污染,又能够降低PHA生产成本,是推动建立塑料循环经济的有效举措。本文综述了目前废弃塑料降解处理的方法以及不同微生物利用塑料降解物为碳源合成PHA的研究进展。在此基础上,针对己二酸、乙二醇、1,4-丁二醇、对苯二甲酸、苯酚、苯乙烯以及脂肪烃等主要的塑料降解产物进行中心代谢分析,并通过对转化率、吉布斯自由能变化和反应步骤等分析,了解塑料单体与PHA种类的适配性,以期为不同塑料单体用于PHA合成提供理论基础和指导。     

短链硫酯酶缺失对大肠杆菌合成聚羟基丁酸乳酸酯的影响

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHAs)是一种具有优质生物相容性的可降解生物基材料,其理化性质优越,具备替代石油基塑料的潜力.P(3HB-co-LA)是PHAs的一种,融合了聚乳酸(Polylactic acid,PLA)和聚3-轻基丁酸(poly(3-hydroxybutyrate),P...     

活性污泥法生产聚羟基烷酸（PHA）

介绍了厌氧-好氧活性污泥法生产生物降解塑料PHA的生化机制及增加活性污泥中PHA含量的新方法.     

北京红篓菌聚羟基烷酸合成酶基因的克隆与表达

以北京红篓菌基因组DNA为供体,pKC505 cosmid质粒为载体系统,λ噬菌体体外包装重组质粒并转染感受态细胞E.coli JM109,构建了该菌株基因组DNA文库。以聚羟基烷酸（PHA）合成酶基因通用简并引物扩增的PHA合成酶部分基因为探针,经DIG标记后利用菌落原位杂交技术对文库进行筛选,获得3个阳性克隆菌株,PCR检测证明这3个克隆具有PHA合成酶基因片段,酶活测定表明3个克隆都具有PHA合成酶及与PHA合成相关的乙酰乙酰辅酶A还原酶的活性。     

球形红杆菌积累聚β-羟基链烷酸(PHA)的研究

通过对球形红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)生长和积累聚卢-羟基链烷酸(PHA)条件的研究,确定采用两段培养法提高PHA的产量。第一阶段提供适合菌体生长的条件:以葡萄糖作碳源,尿素为氮源,光照微好氧培养。第二阶段则提供使菌体积累PHA的条件:补加乙酸钠厌氧光照培养。经两段培养后菌体PHA含量可占细胞干重的45％,PHA产量每升发酵液可达1.7g。     

钩端螺旋体聚Beta羟基丁酸(PHB)生物合成途径分析

【目的】致病型问号钩端螺旋体(问号钩体, Leptospira interrogans)和腐生型双曲钩体(L. biflexa)能够大量合成菌体内贮藏物, 这可能是钩体在营养贫瘠环境中长时间存活的主要原因之一。本研究对钩体聚Beta羟基丁酸(PHB)贮藏物进行定性定量测定, 通过基因组分析补充定义PHB合成主要功能基因, 并采用分子生物学方法初步证明PHB合成途径的完整性, 为进一步研究PHB合成与钩体抗逆能力的关系奠定基础。【方法】采用脂类特异性尼罗红染色法和浓硫酸氧化-紫外分光光度计测定法, 对问号钩体和双曲钩体的PHB贮藏物进行定性定量测定; 采用生物信息学方法(BLAST和InterProscan/InterPro2Go), 通过同源性分析和功能结构域搜索寻找钩体基因组中的PHB合成相关基因; 最后采用克隆测序和定量RT-PCR技术检测相关基因表达情况, 初步验证生物信息学预测结果。【结果】尼罗红染色和氧化后比色定量实验证明钩体合成细菌常见贮藏物PHB, 问号钩体合成量为菌体干重的42%?45%, 双曲钩体合成量为64%?68%。尽管已公布的多个钩体基因组中均没有定义完整的PHB合成途径, 但本研究通过综合生物信息学分析, 在问号钩体和双曲钩体中鉴定了PHB合成途径的主要功能基因(phbC)。克隆测序和定量RT-PCR证实钩体转录表达大部分PHB合成相关基因(phbA/B/C), 说明钩体内该生物途径基本完整, 且部分高水平表达基因可能是钩体主要的PHB合成相关基因。【结论】问号钩体和双曲钩体均可合成PHB贮藏物, 且具有基本完整的PHB合成生物途径。     

贪铜菌利用混合餐厨废油合成聚羟基丁酸酯

餐厨废油是餐厨垃圾处理过程中的附加产物,是一种高含碳量的碳氢化合物.利用贪铜菌(Cupriavidus necator)以混合餐厨废油为单一碳源合成可生物降解塑料——聚羟基丁酸酯(PHB),分析菌株利用餐厨废油合成PHB的最佳条件,并对所合成的PHB进行了性质研究.通过进一步发酵培养,探究对比了不同发酵模式下菌株利用餐...     

禾谷多粘菌(Polymyxa graminis)侵染及传毒体系的研究

在人工气候箱内,以小麦为寄主建立了专性寄生禾谷多粘菌(Polymyxa graminis)的侵染体系,使P.graminis能够快速大量繁殖,生活史缩短为13～15d。简化了单孢子堆分离以及病根表面消毒等分离纯化方法,对接种菌源材料、寄主苗龄、温度、pH值及营养液成分等影响因素进行了测定,优化完善了P.graminis的砂培条件。建立了针对小麦黄花叶病毒(wheat yellow mosaic virus, WYMV)的稳定高效室内传毒体系。在此体系上,真菌传带病毒的效率可达70%,机械接种病毒后的小麦显症时间可缩短至30d左右。     

球形红杆菌积累聚β-羟基链烷酸(PHA)的研究

通过对球形红杆菌(Rhodobacter sphaeroides)生长和积累聚卢-羟基链烷酸(PHA)条件的研究,确定采用两段培养法提高PHA的产量。第一阶段提供适合菌体生长的条件:以葡萄糖作碳源,尿素为氮源,光照微好氧培养。第二阶段则提供使菌体积累PHA的条件:补加乙酸钠厌氧光照培养。经两段培养后菌体PHA含量可占细胞干重的45％,PHA产量每升发酵液可达1.7g。