发酵产物对灰绿曲霉β-葡萄糖苷酶活力的影响

从自行筛选出的灰绿曲霉XC-9菌株的发酵液得到活力较高的纤维素酶,分离纯化出其中的β-葡萄糖苷酶(BG).探讨发酵产物对酶活力的影响,乙醇、乙酸、乳酸对酶活力有不同程度抑制,抑制强度依次为乳酸乙酸乙醇,其半抑制浓度(IC50)分别为0.09,0.34和4.4mol/L.它们对BG的抑制作用均表现为非竞争性可逆抑制,抑制常数分别为0.7%(0.083mol/L)、2%(0.315mol/L)、26%(4.25mol/L),实验结果表明它们不是结合在酶活性中心的底物结合部位上,而是结合在其以外的必需基团上抑制酶活力.随着乙醇浓度上升,BG最适反应温度逐渐降低,乙醇达到20%(体积分数,下同)时,BG最适温度由60℃降到50℃.在低体积分数乙醇溶液(小于16%)中的BG活力高过无乙醇溶液中的BG活力.荧光光谱分析表明,高浓度乙醇可使BG分子构象松散,导致变构失效.该研究为纤维素酶发酵进程控制提供了理论依据.     

螺旋藻放氢的研究

螺旋藻含有可逆性氢酶，在合适的条件下能催化放氢。研究表明：当培养基的ｐＨ值为８．５￣９．５，气相氧浓度为１％的条件时，能使螺旋藻放氢达到最大效率。外加葡萄糖、蔗糖有利于放氢，葡萄糖，蔗糖的最适浓度为０．１ｍｏｌ／Ｌ，而α－酮戊二酸，柠檬酸等对螺旋藻的放氢没有促进作用。     

酒色着色菌氢酶基因（hydSL）的克隆及分析

光合细菌酒色着色菌(Chromatium vinosum)至少含有一种膜结合态氢酶(62、32 ku)和一种可溶性氢酶(52、21.5 ku).其膜结合态氢酶是一种催化吸氢的氢酶,而可溶性氢酶则是一种催化放氢的氢酶.本研究分离提纯了C.vinosum膜结合态氢酶,并对其大、小亚基N-末端氨基酸序列进行测定;根椐氢酶亚基N-末端氨基酸序列及氢酶保守序列设计引物,通过PCR扩增分别获得了1.1和3.5 kb的DNA片段.对该片段进行克隆和序列分析,结果表明该基因编码氢酶HydSL,其结构不同于典型的氢酶基因结构,在氢酶大、小亚基基因间插入了ISP基因.     

NREL法测定大米草原料组分的含量

采用美国国家可再生能源实验室(NREL)方法定量大米草原料中纤维素、半纤维素及木质素。72%浓硫酸水解1 h、4%稀硫酸水解1 h可将大米草的纤维素、半纤维素降解为可用HPLC定量的单糖,适宜的样品添加量为0.3 g。同时,NREL法测定大米草纤维素、半纤维素及木质素的含量分别为32.92%、27.65%和24.2%。这三个组分的含量是评价大米草预处理、酶解及发酵工艺条件的重要依据。     

Klebsiella oxytoca HP1 adhE基因插入失活法构建产氢重组菌

乙醇是产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca) HP1厌氧发酵产H₂的主要副产物, 每生成1.0 mol的乙醇需要消耗2.0 mol NAD(P)H, 从而降低了H₂的产量. 本研究以编码乙醇脱氢酶系(含乙醛脱氢酶和乙醇脱氢酶活性)的adhE基因为改造目标, 利用同源重组技术获得了以提高产氢为目标的K. oxytoca重组菌. 构建工作包括: 根据adhE基因保守序列框克隆K. oxytoca HP1 adhE基因片段, 以质粒pMHE6为模板进行链霉素抗性基因表达盒的扩增, 表达链霉素抗性的aadA基因片段和adhE基因片段分别与载体pMD18-T相连构建重组质粒, 同源整合质粒pTA-Str的构建, 以链霉素作为筛选标记筛选重组菌. 菌落PCR鉴定结果表明, aadA基因表达盒通过质粒pTA-Str的介导已定点插入K. oxytoca HP1基因组中, 成功地构建了adhE基因部分片段缺失的重组菌. 葡萄糖发酵实验结果表明, 相同发酵条件下, 重组菌比野生菌的产氢量提高了16.07%, 乙醇产量下降了70.47%. 利用基因工程技术提高产氢初步获得成功.     

产酸克雷伯氏菌的吸附固定及其产氢研究

利用曲霉(Aspergillussp.XF101)所形成的菌丝球吸附产氢细菌产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytocaHP1),当曲霉培养时间为50 h,菌丝球直径为1.3~1.8 mm,菌悬液pH值为5.0~6.0,吸附温度为30℃,吸附时间为1.5 h时,可获得最佳吸附效果,吸附率可达99%以上.利用菌丝球固定产氢菌可进行连续产氢,其最大产氢速率为18 mmol/L.h,平均产氢速率为1.7 mmol/L.h,持续产氢时间为15 d.     

钼酸盐-柠檬酸盐络合物及有机酸对棕色固氮菌生长的影响

将经过0.9%NaCl溶液处理8h的棕色固氮菌(AzotobactervinelandiiOP)作为菌种分别接入Burk′s培养基和用不同有机酸替代柠檬酸三钠或用不同等摩尔的钼络合物替代钼酸钠的各种改良的Burk′s培养基中,分别测定菌体生长曲线和固氮活性.结果发现,与Burk′s培养基相比,以高柠檬酸、苹果酸、马来酸替代柠檬酸三钠或以K6[Mo2O5(cit)2]·5H2O、K4[Mo2O5(Hcit)2]·4H2O和Na2[MoO2(Hcit)]·3H2O替代柠檬酸三钠和钼酸钠的培养基能促进菌体的生长;以乙醇酸替代柠檬酸三钠的培养基则会抑制固氮菌的生长;各种培养条件下菌体细胞的C2H2还原活性表现了类似的规律.讨论了固氮酶活性中心FeMoco在装配过程中钼的可能运输方式和装配机理.     

花生根瘤菌转吸氢基因的研究

以ｐＲＫ２０７３为辅助质粒、通过三亲本杂交，将携带豌豆根瘤菌吸氢基因的质粒ｐＡＬ６１８转移到花生根瘤菌ＮＢ２中，通过抗性筛选、质粒检测及吸氢活性测定，获得一系列能稳定遗传的结合株，其中ＮＢ２－７，ＮＢ２－１１在自生条件下其吸氢活性为受体株的１５倍，在共生条件下其吸氢活性为受体株的２～３倍．     

螺旋藻(Spirulina platensis)放氢的研究

螺旋藻含有可逆性氢酶,在合适的条件下能催化放氢．研究表明：当培养基的ｐＨ值为８．５～９．５,气相氧浓度为１％的条件时,能使螺旋藻放氢达到最大效率．外加葡萄糖、蔗糖有利于放氢,葡萄糖、蔗糖的最适浓度为０．１ｍｏｌ／Ｌ,而ａ－酮戊二酸、柠檬酸等对螺旋藻的放氢没有促进作用．     

光合细菌Chromatium vinosum可溶性氢酶的某些理化性质

光合细菌Chromatium vinosum含有一种可溶性氢酶和一种膜结合态氢酶。在培养基中加入终浓度为1μmol/L的Se,细胞中可溶性氢酶的含量增加1.7倍。C.vinosum可溶性氢酶可以利用甲基紫精、苄基紫精和细胞色素C为电子载体催化吸氢与放氢,但不能利用NAD,NADH,NADP和NADPH等进行催化放氢和吸氢。可溶性氢酶易被CO所抑制,在反应系统中加入终浓度为2.5μmol/L的CO时,可抑制氢酶最大放氢活性的一半。与C.vinosum膜结合态氢酶相比,可溶性氢酶较易被胰蛋白酶降解而使氢酶催化吸氢和放氢的活性降低。