同时利用AOX1和GAP启动子表达SAM合成酶促进重组毕赤酵母中S-腺苷甲硫氨酸积累

利用重组毕赤酵母(Richia pastoris)强化表达S-腺苷甲硫氨酸(S-adenvylmethionine,SAM)合成酶(SAM synthetase,SAMS),发酵生产SAM时,胞内SAMS活性和ATP水平是影响SAM合成的重要因素.为了同时保持较高的SAMS活性和ATP供应,我们构建了一株既含有AOX1诱导型表达单元,又含有GAP组成型表达单元的双SAMS表达单元P.pastoris重组菌株Gd.它既能受甲醇调控表达SAMS,又能以甘油为碳源表达SAMS.在培养过程中,先是以甲醇诱导SAMS表达,得到较高的酶活,然后在发酵中后期再将碳源换为甘油.这样不但可以维持较高的酶活,而且可以提高胞内ATP含量.实验结果显示,对于同时利用AOX1和GAP启动子表达SAMS的重组菌,可采取甲醇和甘油两阶段补料,该重组菌的SAMS比产率高于组成型重组茵Xg,Gd进入甘油补料期后胞内ATP含量高于诱导型重组菌Ga.双表达单元菌株Gd的SAM产量达到1.41 g/L,比诱导型表达SAMS的重组菌株提高了76.3%,比组成型表达SAMS的重组菌株提高了60.2%,.     

高渗提高凝结芽孢杆菌P4-102B菌株的电击转化效率

【目的】凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)是一种非常有工业应用前景的微生物,但遗传转化的困难是限制对其进行代谢工程改造的关键因素。本研究主要考察生长培养基、电击缓冲液、复苏培养基中添加高渗剂如山梨醇、甘露醇等对凝结芽孢杆菌转化效率稳定性的影响,并对凝结芽孢杆菌电击转化条件进行优化。【方法】用穿梭质粒p NW33N电转化凝结芽孢杆菌P4-102B,系统地考察高渗条件下细胞生长阶段、感受态菌体浓度、电击缓冲液组分和复苏培养基组成等因素对转化效率的影响。【结果】同一电场压力下高渗体系转化效率较低渗体系明显提高且稳定性较好,菌体在含有0.5 mol/L山梨醇的LB培养基中生长到OD600为0.8时收集,用SMG[0.5 mol/L山梨醇,0.5 mol/L甘露醇,10%(质量体积比)甘油]电击缓冲液洗涤菌体4次制备感受态,在固定电场强度14 k V/cm、脉冲时间5 ms、1 mm规格的电转杯进行电击转化,电转化后立即加入含有0.5 mol/L山梨醇和0.38 mol/L甘露醇的LB复苏培养基培养,能够获得最佳的转化效率2.7×102 CFU/μg DNA。【结论】使用高渗电击转化法能够提高电击转化的稳定性和重复性,并且可以获得较高的转化效率。     

铵离子对必特螺旋霉素组分生物合成的调控作用

通过考察铵离子浓度对必特螺旋霉素组分的影响,证实低浓度铵离子的培养条件可以有效提高必特螺旋霉素中异戊酰螺旋霉素Ⅲ的比例。在此基础上进一步测定了高铵(62·5mmol/L)和低铵(2·5mmol/L)培养条件下的糖、铵离子、相关有机酸、缬氨酸脱氢酶酶活等中间代谢数据,结果表明高浓度铵离子培养条件下,必特螺旋霉素产生菌中亮氨酸分解代谢途径的关键酶——缬氨酸脱氢酶的活性低于低铵对照试验,造成异戊酰螺旋霉素合成过程中酰基转移反应的底物——异戊酰CoA的相对不足,从而导致异戊酰螺旋霉素组分的降低。大幅度降低铵离子浓度至2·5mmol/L,使异戊酰螺旋霉素Ⅲ的比例从5·43%提高至28·59%。但氮源的不足影响了必特螺旋霉素的产量,低铵条件下的效价为107μg/mL,相对高铵条件下降了14·4%。在低铵培养条件的基础上添加亮氨酸,可以进一步改善必特螺旋霉素的组分,异戊酰螺旋霉素Ⅲ的比例增至37·84%。     

甘油对利福霉素SV生物合成的影响*

利福霉素SV脂肪链桥部分的合成是以乙酸单位(由丙二酰CoA提供)和丙酸单位(由甲基丙二酰CoA提供)为延伸单元经过缩合、环化和后修饰而形成的,一些短链碳前体对二碳或三碳延伸单位的合成具有调节作用。研究发现添加一定量的甘油对利福霉素SV的生成具有明显的促进作用,其最适添加量为3%,添加时间以72h为宜,并且分批补加效果更好,最高提高效价21%以上。有机酸分析结果显示,甘油的加入导致乙酸和琥珀酸在胞外积累的增加,促进了EMP和TCA代谢途径,有利于利福霉素SV合成前体的积累。     

生物反应器及其研究技术进展

阐述了生物反应器设计、放大的新理念及关键技术发展,并在此基础上综述了应用于生物技术产品生产的生物反应器的主要发展趋势,包括以代谢流分析为核心的生物反应器系统、基于计算流体力学模拟技术的传统发酵罐改良、微型生物反应器、动物细胞反应器和酶反应器。     

海藻糖对草菇菌种的低温保护效应研究

以生存活力和生长速度、厚垣孢子形成、次生代谢产物变化和基因指纹图谱方法分析了采用海藻糖溶液低温保藏草菇菌种的效果.结果显示:不耐受低温的草菇菌种在海藻糖溶液的保护下,能够在4～6 ℃下具有生存活性至少8个月以上,而且经过低温的草菇菌种其分泌的次生代谢产物种类与采用目前常规保藏方法保藏的草菇菌种一致,遗传稳定性测试结果也显示经过了海藻糖溶液低温保护的草菇菌种的基因指纹图谱没有发生改变;同时采用海藻糖溶液保护的草菇菌种,在4～6 ℃低温下保藏8个月后活化,活化后的菌种采用清水低温保藏,1个月后仍然具有生存活性,并能产生厚垣孢子.     

不同培养方式下dCO_2对黑曲霉发酵产糖化酶的影响

通过在进气中混入部分CO_2气体,在分批培养和恒化培养两种培养方式下研究了不同dCO_2水平对黑曲霉产糖化酶的影响。在分批培养方式下,较高的dCO_2对细胞的生长具有抑制作用,并且随着dCO_2水平的增加,抑制程度加强,但是较高浓度的dCO_2对糖化酶的合成有利。而恒化培养时,低稀释率D_1=0.05/h下,较高的dCO_2对细胞的生长并没有明显的抑制作用,但有利于糖化酶合成。高稀释率D_2=0.08/h下,较高的dCO_2对细胞的生长有明显的抑制作用,并且抑制程度随着dCO_2水平的增加而加大。以上实验结果表明,dCO_2对细胞生长和糖化酶合成的影响不仅和dCO_2水平有关,也和培养方式及细胞所处的特定代谢状态有关。这对于黑曲霉产糖化酶工业放大过程中补料分批发酵中比生长速率的设计具有很好的指导作用。