电子嗅在线反馈控制毕赤酵母糖化酶发酵过程中甲醇浓度新方法的应用

探索了电子嗅传感仪直接通过发酵尾气进行发酵液中甲醇浓度在线检测的方法,建立了毕赤酵母表达糖化酶过程中甲醇浓度的自动化反馈补料控制模型,可准确实现发酵过程中甲醇浓度的精确控制;研究表明,当利用电子嗅将培养液中甲醇浓度稳定控制在(890±35)ppm水平下,发酵诱导培养到128h时目的蛋白糖化酶酶活达到了8 153U/ml,与甲醇浓度控制在(350±26)ppm时的发酵水平相比提升了48.8%。该方法具有无需前处理、与发酵液非接触、快速和准确性的优点,为提升工程酵母在工业发酵培养过程工艺的优化控制具有重要的指导作用。     

电容法细胞浓度在线测量

工业发酵过程中,细胞浓度是一个非常重要的生理参数,不但可以用来计算比生长速率、底物消耗速率、生物量产率和维持系数等参数,还可以及时判别是否有染菌等异常情况发生。     

流式细胞术检测毕赤酵母发酵过程中胞内活性氧水平

以2′,7′-二氢二氯荧光黄双乙酸钠(DCFH-DA)和碘化丙锭(PI)为标记探针,通过DCFH-DA/PI双染色与PI单染色的对照,检测毕赤酵母胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)的水平及其影响。研究发现发酵过程细胞活性下降与胞内ROS积累相关。在甘油生长期,细胞几乎没有ROS积累,细胞活性接近100%。在甲醇诱导初期,部分细胞积累少量的ROS,细胞活性仍然很高,死亡细胞所占比例只有1.5%。在甲醇诱导后期,94.0%的细胞积累了大量的ROS,高含量的ROS造成细胞损伤,引起部分细胞丧失了活性,在总共29.1%的死亡细胞中,高ROS积累的死亡细胞占了25.4%。     

高效絮凝素毕赤酵母表面展示系统的构建

为了获得高效的脂肪酶毕赤酵母表面展示系统,利用来自酿酒酵母絮凝素蛋白Flo1的N端874个氨基酸残基(FS)和C端的1101个氨基酸残基(FL)作为锚定蛋白分别构建了2套载体系统.带有前肽的米黑根毛霉脂肪酶(ProRML)克隆到构建的2套展示载体中,使米黑根毛霉脂肪酶(RML)分别以N端锚定或C端锚定的方式实现在毕赤酵母细胞表面的展示.利用RMLC端的Flag标签,通过流式细胞术和激光扫描共聚焦显微镜检测2套系统中RML在酵母表面的展示情况.研究发现,N端锚定于酵母表面的展示酶FSR以pNPC为底物时,水解活力达到了105.3U/g,大约为C端锚定的展示酶FLR活力的2倍.同时FSR比FLR具有更宽的温度、pH作用范围和更好的热稳定性.与游离酶和固定化酶相比,展示酶FSR也表现出更为优良的热稳定性.结果提示,基于Flo1N端锚定的展示系统更适合展示活性中心近C端的脂肪酶,推动了展示酶的进一步研究和开发.     

发酵过程中细胞浓度在线检测系统*

利用微机软、硬件技术,设计了一套比浊法细胞浓度在线检测系统,并应用于5L发酵罐中木糖醇发酵过程细胞浓度在线检测。该系统能及时、较准确地反映发酵过程中菌体浓度随时间的变化情况,在规模化生产中具有较强的适用性、通用性,可为实现其它分析仪器的计算机在线检测系统提供值得借鉴的设计思路和实现方法。     

毕赤酵母高密度发酵工艺的研究

高密度发酵是毕赤酵母提高蛋白表达量的一种重要策略,发酵工艺是高密度发酵的一个重要因素。采用下列措施均可以有效地提高表达水平：调节基础培养基,采用变pH和变温发酵,提高DO,选择最适的诱导前菌体密度和比生长速率并降低甘油初始浓度和采用分段式指数流加进行调控。选择合适的甲醇补料策略：甲醇限制补料（MLFB）、氧气限制补料（OLFB）、甲醇不限制补料（MNLFB）和温度限制补料（TLFB）。采用两种方式调控补料：诱导阶段菌体生长时,甲醇比消耗速率(qMeOH)为0.02-0.03gg-1h-1,而菌体不生长时,qMeOH采用较高值。     

树干毕赤酵母NLP31发酵产乙醇的研究

研究了树干毕赤酵母NLP31在木糖质量浓度为45 g/L的3种发酵培养基Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ上发酵3轮的发酵性能以及在45 g/L木糖或混合糖(葡萄糖30 g/L,木糖15 g/L)的发酵培养基Ⅲ上的代谢历程。结果表明:树干毕赤酵母NLP31在发酵培养基Ⅲ上,乙醇浓度和乙醇得率均达到最高,分别为(17.29±0.15)g/L和(84.65±0.58)%。在45 g/L木糖或混合糖(葡萄糖30 g/L,木糖15 g/L)的发酵培养基Ⅲ上的代谢历程表明:混合糖发酵达到最大乙醇得率的时间仅为12 h,要比单一木糖发酵缩短了8 h。树干毕赤酵母NLP31在以廉价的无机N源为发酵培养基上的乙醇发酵性能高,能够降低燃料乙醇的生产成本。     

毕赤酵母发酵生产T4溶菌酶的中试研究

研究了T4溶菌酶的中试发酵放大生产。在200L发酵罐中毕赤酵母诱导表达T4溶菌酶蛋白,发酵液蛋白表达量达到1.69g/L,酶活达到192U/mg;制得冻干酶粉211.1g。经测定粗酶粉中T4溶菌酶的含量达到68.9%,酶活为182U/mg,总收率达到66%,成功建立了一条T4溶菌酶的中试发酵生产工艺线路。     

毕赤酵母工程菌高密度发酵中氨态氮含量的测定

首次尝试将钠氏法应用于毕赤酵母高密度发酵中,并与靛酚蓝检测法进行了比较,证实钠氏法在0~10 mg/L的范围内,相关性好(r2=0.996 5),精确度(RSD=2.14%~5.32%)和精密度(Prec ision=97%~105%)高,更适合于毕赤酵母发酵中氨态氮含量的检测。并对其检测条件进行优化,确定检测波长为400 nm,最佳的显色反应为10 min。该方法用于毕赤酵母高密度发酵表达重组人血清白蛋白胸腺肽的结果表明,在发酵液氨基氮含量低于1.5 mg/kg,重组目的蛋白的表达出现了明显的降解,改善并控制发酵液中氨态氮的含量后,可以明显控制目的蛋白的降解,提高产品的产率。结果证实该方法用于发酵液中氨态氮的检测时,准确可靠,切实可行。     

基于活细胞量测量的利福霉素发酵过程氮源优化策略

在发酵生产利福霉素SV的过程中,其菌丝体的生长代谢情况及产物发酵合成都与有活力的菌丝量密切相关.介绍了在线活细胞传感仪测定活细胞量的方法,它利用细胞的介电特性,能够排除发酵液中固含物的干扰,测得的电容值与活细胞浓度呈线性相关,可以作为工艺优化过程中的关键参数.通过电容变化反映的前期生长出现的二次生长现象,进行了通过使用迟效氮源豆饼粉代替了原培养基中价格昂贵的速效氮源蛋白胨,成功消除了发酵前期由于氮源利用转换造成的生长停滞期,利用豆饼粉情况下培养前期的OUR和CER达到了14.8和15.3 mmol/L/h,明显高于利用速效氮源蛋白胨A组的8.6和11.3 mmol/L/h,保证了持续较高的比生长速率,对于促进菌体的氧消耗速率的增加和维持有着重要的作用,明显有利于利福霉素的合成与速率的维持,氮源替代组的发酵效价达到了5969±19 U/ml,与对照组(5030±17U/ml)相比显著提升发酵单位18.7%以上.     

毕赤酵母表达Q8008发酵条件的优化研究

目的对表达巴斯德毕赤酵母的发酵条件进行优化,确定最佳的发酵控制条件,以获得重组textilinin-1(Q8008)最高表达量。方法通过多因素正交实验确定Q8008发酵培养的最适发酵条件。结果表达温度在22℃,pH值为7.0,加入甲醇量为5g/L时为最优发酵条件,诱导表达时间为84~108h。结论优化巴斯德毕赤酵母的发酵条件,可提高Q8008表达量,为开发抗纤溶酶止血药应用于临床具有重要意义。     

毕赤酵母表达巴曲酶发酵条件的优化研究

目的对表达重组巴曲酶的巴斯德毕赤酵母的发酵条件进行优化,确定最佳的发酵控制条件以获得重组巴曲酶的最高表达量。方法通过多因素正交实验确定巴曲酶发酵培养的最适培养条件。结果表达温度在25℃,pH值为7．0,加入甲醇的量为10g／L时为最优发酵条件,诱导表达时间为84-96h。结论重组巴曲酶可以开发为止血药,代替临床应用的从蛇毒中提取的巴曲酶。     

毕赤酵母工程菌表达乙肝表面抗原结合蛋白(SBP)的发酵纯化工艺研究

乙肝表面抗原结合蛋白(HBsAg binding protein,SBP)是以HBsAg为探针,通过人肝cDNA噬菌体表达库筛选的一种人源蛋白。SBP可特异性结合乙肝表面抗原(Hepatitis B virus surface antigen, HBsAg),增强乙肝疫苗的免疫效果,是一种潜在快速高效的免疫佐剂。成功构建了分泌型高表达SBP的毕赤酵母工程菌。对该菌株进行了放大规模发酵表达,并对纯化工艺进行了研究。在发酵实时检测过程中,自诱导剂甲醇加入开始,SBP蛋白的分泌表达量随时间推移而逐渐增加,发现于38h达到最佳水平且此时杂蛋白含量最少,是放罐收集菌液的最佳时间。18L发酵液在低温离心除菌体和沉淀物后可得到15L的上清液,再利用截留量为5kDa的超滤膜包将上清液浓缩至2L,将浓缩后的上清液依次通过S200分子筛柱和TDEAE阴离子交换柱进行分离纯化,可得到300ml浓度为1.125mg/ml、纯度达98%的目标蛋白液,发酵液得率为22.5mg/L;最后将蛋白液定量分装冻干低温保存。所获得的放大规模SBP发酵诱导表达条件和SBP蛋白的分离纯化工艺,为SBP蛋白大规模生产奠定了坚实的基础。     

Biomass Measurement of Methanogens in the Sediments of Tokyo Bay Using Archaeol Lipids

An archaeal ether-linked lipid, archaeol, was determined to be a biomass indicator for methanogens both in the laboratory enriched culture and in marine sediments. The archaeol measurement method described by Ohtsubo et al. in 1993 was modified and applied to marine sediments. We compared the amount of archaeol with the cell number of methanogens or methane concentration in laboratory enriched culture of methanogens from marine sediment. Good correlations were obtained as follows: (Methane, mmol) = 11.2 × (Archaeol, mg): r= .996 or (Cell number) = 1.13 × 10¹¹× (Archaeol, mg): r= .995, respectively. In the sediments of Tokyo Bay, archaeol was measured from approximately 46 to 561 ng/dry g sediment at the entrance to 267 to 4160 ng/dry g sediment at the innermost area. Using the coefficient from the laboratory experiment, these data corresponded to cell numbers of 5.2 × 10⁶ to 4.7 × 10⁸/dry g sediment. These values were 1 or 2 orders of magnitude higher than those obtained by culture methods in previous studies. Although dead or decomposed cells might be detected, archaeol measurement is useful for estimating the biomass of methanogens because of the good correlation between methane concentration and archaeol content in marine environments. In this study, we found a correlation of (Methane, mmol) = 0.012 × (Archaeol, mg): r= .932, n= 17 in marine sediments. Received December 21, 1998; accepted June 16, 1999     

黄土丘陵区藓结皮生物量测定方法及其随发育年限的变化

通过野外调查黄土丘陵区不同发育年限退耕地上藓结皮发育状况,结合室内测定,提出了藓类植物生物量测定的回归方程法.运用该方法测定了研究区9个不同发育年限藓类植物的生物量,并分析了其随发育年限的变化趋势.结果表明,研究区藓类植物个体微小,株高相同的藓类植物生物量变异很小,不同株高的藓类植物的株数与其生物量之间呈显著的线性相关关系(R2>0.96,n=7).因此,可以利用藓类植物株数与生物量之间的统计回归关系式估测生物结皮中藓类植物的生物量.用所建立的回归方程估测的研究区不同年限退耕地藓类植物生物量的绝对误差为1.3%～27.3%.研究区藓类植物生物量随结皮发育年限而变化,在退耕的前11年里,藓类植物生物量随发育年限的延长而增加,至11年时藓类植物生物量达到最大值(303.8g/m2),此后藓类植物生物量变化不大甚至还有下降趋势.     

曲美布汀联合双歧三联活菌胶囊治疗肠易激综合征

目的观察曲美布汀联合双歧三联活菌胶囊治疗肠易激综合征的临床疗效。方法将83例肠易激综合征患者随机分为A、B、C三组,A组40例给予曲美布汀联合双歧三联活菌胶囊治疗,B组24例单用曲美布汀治疗,C组19例单用双歧三联活菌胶囊治疗,疗程4周后,观察各组疗效和不良反应。结果A、B、C三组的总有效率分别为92.5%、75.0%和68.4%,三组疗效比较,差异有显著性(P<0.05)。A组疗效优于B组和C组(P<0.05),B组和C组疗效差异无显著性(P>0.05)。治疗中A组和B组出现不良反应,C组未发现不良反应,但各组差异无显著性(P>0.05)。结论曲美布汀联合双歧三联活菌胶囊治疗肠易激综合征能达到了满意的疗效,两药联合治疗效果要优于单用曲美布汀或双歧三联活菌胶囊的治疗效果。     

玉米秸秆液态发酵制备麦角甾醇的研究

本文研究了利用电融合技术得到麦角甾醇工程菌株发酵玉米秸秆糖化液制备麦角甾醇的工艺条件,在摇床水平上研究了初始糖度,氮源,pH值,发酵时间对产麦角甾醇的影响。依据DPS的中心组合实验设计原理,采用4因素3水平的响应面分析方法,对工艺条件进行优化。结果显示,该4因素对麦角甾醇的积累存在显著相关性,在最佳工艺条件下摇床振荡培养32 h,生物量达8.67g/L,麦角甾醇含量可达2.37%。同时对玉米秸秆发酵产麦角甾醇晶体进行结构表征,为生物质资源的应用开辟新的途径。     

豫西山杨林立地指数与生物量的研究

 立地指数表的编制需要较多的标准地与样点材料。笔者在豫西嵩县五马寺林场山杨林的43块标准地和60个样点的资料基础上,通过随手曲线的绘制与修匀,对主曲线进行了严格的调整,编制出豫西山杨林的立地指数表,为合理经营与利用山杨林提供了依据。豫西山杨单株地上部分生物量与胸径和树高存在良好的相关关系,由此得出的经验模型为林分产量评估和资源清查提供了便利。豫西山杨林地上部分年平均生物量介于2200～3200kg·hm-2之间,基本反映了该种在豫西地区的生产力水平。