酿酒酵母糖酵解途径中酶量变化对乙醇浓度影响的模拟分析

代谢组学是系统生物学的一个重要组成部分,应用相关方法获得了大量的数据。如何处理这些数据以及如何将这些数据与其他组学数据结合起来的问题不容忽视。在酶的反应动力学方程中引入“酶量倍数因子”能够解决其中的部分问题。如果反应动力学方程中酶的量发生变化,只需要改变相应的酶量倍数因子的数值。为了观察酿酒酵母糖酵解途径中酶量变化对乙醇浓度的影响,设定了高低两个酶量水平进行计算机模拟,对应的酶量倍数因子分别为10和0.1。基于计算机模拟结果,使用聚类分析方法,12种酶被分为两类。属于第一大类的四种酶ADH、HK、PFK和PDC,均催化不可逆反应。第二大类8种酶中的6种,ALD、GAPDH、GlcTrans、lpPEP、PGI和TIM均催化可逆反应。第二大类中另外两种酶lpGlyc和PK催化不可逆反应。按照这种方法,代谢组和蛋白质组数据能较容易地结合起来对系统作出较全面的分析。     

苜蓿根际土壤水提液化感作用的研究

以10个国内外引进的紫花苜蓿品种为材料,研究其不同浓度根际土壤水提液对受体苜蓿阿尔冈金种子发芽、幼苗生长和幼苗鲜重的影响.结果表明：不同品种紫花苜蓿根际土壤水提液对受体苜蓿种子发芽都存在抑制作用,且随着水提液浓度增大抑制作用有增强的趋势,并以爱维兰、牧歌401＋Z和牧野水提液的抑制作用较显著;大部分苜蓿品种的根际土壤水提液对受体苜蓿幼苗的生长存在抑制作用,但对根的生长具有促进作用,对幼苗茎叶和根生物量的积累均具有促进作用,且对茎叶的促进作用大于根,并以全能＋Z、射手、牧歌401＋Z和爱维兰的作用较明显.研究表明,苜蓿根际土壤水提液的化感作用在品种间和浓度间存在显著差异,受体苜蓿各器官对化感作用的反应也不同.     

一种基因工程改造的NADH高亲和力木糖还原酶突变基因可促进酿酒酵母发酵木糖生成乙醇

在导入表达毕赤酵母(Pichia stipitis)木糖还原酶(xylose reductase,XR)和木糖醇脱氢酶(xylitol dehydrogenase,XDH)基因的重组酿酒酵母中,木糖还原酶活性主要依赖辅酶NADPH,木糖醇脱氢酶活性依赖辅酶 NAD+,两者的辅助因子不同导致细胞内电子氧化还原的不平衡,是造成木糖醇积累,影响木糖代谢和乙醇产量的主要原因之一.将经过基因工程改造获得的NADH高亲和力的木糖还原酶突变基因m1,与毕赤酵母木糖醇脱氢酶(PsXDH)基因xyl2共转染酿酒酵母AH109,以转染毕赤酵母木糖还原酶(PsXR)基因xyl1和xyl2重组质粒的酵母细胞为对照菌株,在SC/-Leu/-Trp营养缺陷型培养基中进行筛选,获得的阳性转化子分别命名为AH-M-XDH和AH-XR-XDH.重组酵母在限制氧通气条件下对木糖和葡萄糖进行共发酵摇瓶培养,HPLC检测发酵底物的消耗和代谢产物的产出情况.结果显示,与对照菌株AH-XR-XDH相比,AH-M-XDH的木糖利用率明显提高,乙醇得率增加了16%,木糖醇产生下降了41.4%.结果证实,通过基因工程改造的木糖代谢关键酶,可用于酿酒酵母发酵木糖生产乙醇,其能通过改善酿酒酵母细胞内氧化还原失衡的问题,提高木糖利用率和乙醇产率.     

固定化酵母乙醇发酵及固化小球微生态的研究

比较了SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母和游离酿酒酵母的乙醇发酵能力,采用批次发酵试验研究固定化酿酒酵母的发酵稳定性。结果表明,SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母的发酵速度比游离酿酒酵母快,发酵周期短;发酵稳定性很好,30℃,橡胶塞、90 r/min摇床培养24 h时,乙醇体积分数均在3%~3.5％之间,连续发酵14批次后,固化小球的形态依然完好,不发粘。通过扫描电镜对酿酒酵母包埋微生态环境进行了分析,图像表明固定化小球的内部环境非常有利于酵母细胞的厌氧发酵产乙醇,充分证明了SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母乙醇发酵的优越性。     

串联填充管式反应系统中高浓度乙醇连续发酵

在一套由搅拌罐和管式反应器串联而成的组合式反应系统中,利用酿酒酵母进行连续发酵生产高浓度乙醇。后续管式反应器内通过装填聚氨酯颗粒和木块对酵母细胞进行吸附固定化,在乙醇抑制造成细胞活性大幅降低的情况下,通过大幅提高细胞浓度保证发酵效率,在稀释速率0.02h^-1和280g/L葡萄糖的条件下,系统的终点乙醇浓度为15.4 % (v/v)。研究表明在一定稀释速率之下,应该通过增加反应器的级数来降低稀释速率,以达到提高终点乙醇浓度,如简单地降低进料速率则可能增加整个系统所受的乙醇抑制,对提高终点乙醇浓度效果不显著。     

产乙醇大肠杆菌的构建及其活性检测方法的改进

adhB和pdc是运动发酵单胞菌产乙醇途径的关键基因,分别编码乙醇脱氢酶和丙酮酸脱羧酶,将添加有聚球藻PCC7942rbcLS基因RBS序列的adhB和pdc基因插入pUC18载体,经双重菌液PCR检验和酶切检验得到分别含有pUC-adhB、pUC-pdc和pUC-adhB-pdc载体的3个重组菌株。活性检测实验表明聚球藻PCC7942的rbcLS基因的RBS序列能有效介导运动发酵单胞菌的adhB和pdc基因在大肠杆菌中表达,摇瓶发酵实验表明重组大肠杆菌的产乙醇能力较出发菌株大幅提升。鉴于乙醛指示平板法存在着对希夫试剂的要求较高、易产生较强的背景色等缺点,对定性检测丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶表达菌株的方法做了改进,即:将菌液诱导表达,然后分别添加对应于两种酶的底物,让酶与底物反应0.5至1小时,之后再加希夫试剂进行显色反应,结果表明改进后的方法比乙醛指示平板法更加简便、快速、可靠。     

杰能科推出新的酶产品用于生产纤维素生物燃料

全球可再生非食物原料制燃料乙醇有了新一代的高效纤维素新产品。杰能科日前开发成功并向市场推出最新产品——Accellerase^？TRIO。该新产品能帮助生物燃料生产商极大提高使用可再生非食物原料生产纤维素生物燃料的效率,减少乙醇生产成本,并带来环境效益和经济效益。该酶产品使用范围包括柳枝稷、麦秆和玉米秸秆,以及市政绿化固体废料等。     

姜半夏乙醇提取物对人胃癌SGC7901 细胞增殖和凋亡的影响

目的:观察姜半夏乙醇提取物对人胃癌SGC7901细胞增殖和凋亡的影响。方法:不同浓度姜半夏乙醇提取物(终浓度为1mg/ml,0.5mg/ml,0.25mg/ml,0.125mg/ml)处理SGC7901细胞后,倒置相差显微镜下观察细胞的形态学变化;通过甲基噻唑基四唑法检测细胞增殖状况、描绘生长曲线,使用紫外分光光度法观察药物干预后细胞ATP酶活力;AnnexinV-异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate,FITC)/碘化丙啶(propidium iodide,PI)双标记法流式细胞术检测姜半夏乙醇提取物对SGC7901细胞诱导凋亡的情况。结果:不同浓度姜半夏乙醇提取物均能不同程度地抑制人胃癌SGC7901细胞的增殖;在姜半夏乙醇提取物诱导细胞后细胞发生了边缘毛刺、体积缩小等形态学变化,同时可见细胞折光度和贴壁能力下降;AnnexinV-FITC/PI双标记法检测显示姜半夏乙醇提取物可诱导细胞发生凋亡;细胞总ATP酶活力在药物干预72小时后出现明显下降;并且随着药物浓度增加细胞凋亡率、细胞形态异常改变以及ATP酶活力抑制作用均呈上升趋势。结论:姜半夏乙醇提取物可抑制人胃癌SGC7901细胞的增殖,促进其凋亡,抑制细胞ATP酶活力。     

甘草根茎乙醇提取物抗菌活性研究

本实验采用琼脂扩散法和微量肉汤稀释法,研究了甘草根茎乙醇提取物对5种细菌(表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和绿脓杆菌)和2种真菌(白色念珠菌和黑曲霉)的抗菌活性。结果表明,甘草根茎乙醇提取物对革兰氏阳性菌非常敏感,而对革兰氏阴性菌和真菌不敏感,80%乙醇提取物对革兰氏阳性菌的MIC范围为0.156～0.312 mg·mL^-1,而10%乙醇提取物对革兰氏阳性菌的MIC范围为0.625～1.250 mg·mL^-1,表明甘草根茎抗菌活性成分在高浓度乙醇中溶解度较大,为临床上应用甘草根茎醇提物作为抗菌制剂提供了科学依据。     

休哈塔假丝酵母发酵木糖制乙醇过程研究

木质纤维素原料水解产物的主要成分是葡萄糖和木糖,其中葡萄糖很容易发酵,致使木糖成为木质纤维素发酵的关键,休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)1766是自然界木糖发酵性能较好的天然酵母之一。研究了发酵温度、发酵时间、接种量、初始pH值、摇床转速等因素对休哈塔假丝酵母1766发酵木糖生产乙醇的影响,由正交试验初步确定了休哈塔假丝酵母发酵木糖制乙醇工艺的适宜条件为好氧条件,发酵时间为2d,发酵温度为28℃,摇床转速为150r/min,初始pH值为5,此时乙醇收率最高可达68.62%。