热休克蛋白增加大肠杆菌抗逆性和乙醇产量的研究

目的：研究热休克蛋白对增加大肠杆菌抗逆性和乙醇产量的影响。方法：运用基因工程技术,用大肠杆菌的Lac启动子、运动发酵单胞菌的丙酮酸脱羧酶基因（pdc）和乙醇脱氢酶基因（adhB）,构建可以在大肠杆菌中表达的Lac-AP操纵子。Lac-AP操纵子导入大肠杆菌,可使大肠杆菌发酵糖生产乙醇。再用来自超嗜热菌强烈火球菌（Pyrococcus furiosus）的小分子热休克蛋基因（sHsp）,构建在大肠杆菌中表达的Lac-APH操纵子。结果：成功地构建了耐高温产生乙醇的大肠杆菌LAPH和LAP,它们发酵后乙醇的产量分别为11.5g/L、7.9g/L,而对照菌LH的产量只有为0.5g/L。与对照菌LH相比,LAPH和LAP的产量分别提高了23倍和15.8倍。结果证明：与对照LAP相比,热休克蛋白使菌种LAPH的45℃温度耐受性提高15.75倍、50℃温度耐受性提高40.7倍,乙醇的产量增高高达4.74倍。结论：研究表明,小分子热休克蛋白的表达,可使细菌在致死温度下的存活率显著提高,耐受温度明显增强,乙醇产量显著提高。     

响应面法优化重组工程菌的发酵工艺条件

目的：对基因改造运动发酵单胞菌的发酵工艺条件进行优化,提高重组菌发酵乙醇产量。方法：使用分子克隆实验操作技术构建重组运动发酵单胞菌,以单因素实验为基础,利用Box-Behnken中心组合实验和响应面分析法,确定了影响重组菌高产乙醇的三个重要因素。结果：成功构建含有YfdZ、MetB基因和Hsp基因的重组菌Zymomonas mobilis HYM,发酵主要影响因素的最佳条件分别为温度28℃,葡萄糖浓度24%（W/V）,pH7.4。在此优化条件下,Zymomonas mobilis HYM的乙醇产量可高达105.0735g/l,比原始菌株乙醇产量提高16.4%。结论：用中心组合设计和响应面分析法优化重组运动发酵单胞菌的发酵工艺条件,显著提高乙醇产量。