强化工业大肠杆菌生长特性的研究

大肠杆菌是制药工业中的重要蛋白质药物生产菌株。然而乙酸积累、中心碳代谢负担过重等不良因素严重制约着大肠杆菌的高密度生长。利用Red同源重组技术,构建icd和ptsG双基因敲除大肠杆菌菌株,以分流碳代谢流,提高碳利用效率,最终增加菌体生物量。同时构建ppc过表达质粒,减少乙酸积累。发酵结果显示,构建的重组菌株产酸量大幅减少,pH值平均升高20%,菌体浓度增加了50%,生长特性得到了强化。     

Intracellular transport by motor proteins with the same directionality

Active intracellular transport is mainly performed by a group of special nanomachines called motor proteins. During transport, cooperation between motor proteins significantly influences important transport features, such as distance and velocity. To understand this mechanism, we combine Gillespie simulation and analytical derivation to demonstrate how the mechanical properties of a single motor influence the cooperation between multiple motors, further regulating the transport distance. In addition, we build a deep learning model to help us quickly obtain the motor parameters. Our results shed light on the physical nature of intracellular transport by motor proteins with the same directionality.     

高密度培养大肠杆菌表达人角质细胞生长因子

角质细胞生长因子(KGF)是成纤维生长因子家族(FGF)成员,与上皮细胞增殖、组织胚胎发育、创伤修复等过程密切相关.在大肠杆菌BL21(DE3)中克隆KGF基因,并进行诱导表达条件的优化.使用合成培养基,应用底物反馈流加策略将糖浓度控制在较低水平,在发酵罐中高密度培养,细胞干质量浓度可以达到46 g/L.发酵罐培养的大肠杆菌在对数生长期经过异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导,在可溶性和不溶性产物中都得到了具有免疫学活性的GST-KGF融合蛋白,经过ELISA检测,发酵液中可溶性表达的KGF产率达到108μg/L.该研究为利用原核表达系统生产活性KGF建立了优化工艺,有利于将大规模生产用于创伤修复的KGF.     

重组BbFGF工程菌的发酵条件

利用大肠杆菌BL21（DE3）pLysS生产重组牛碱性成纤维细胞生长因子(BbFGF),对此工程菌的发酵条件进行了研究，在前期试验的基础上，重点探索培养基、诱导剂及区葡萄糖添加方式对T7启动子指导下的bFGF合成的影响，根据摇瓶试验和分批发酵试验结果，建立了一套变速加葡萄糖的高密度补料分批发酵工艺，在此工艺下，经11h发酵，可得光密度为30.7、bFGF产量为95mg/L的发酵产物，两步法纯化目的蛋白，得到纯度为95%的重组bFGF，其生物活性和标准品一致。     

利用基因工程菌去除电解废水中的汞离子

利用构建的基因工程菌生物富集真实电解废水中的汞离子。电解废水中除含有2.58mg/L的汞离子外，还含有十种以上的其它成分，且pH值为9．6。实验表明，与重组菌对只含汞离子的实验室模拟废水的处理结果比较，电解废水中其它组份的存在意外地增大了重组菌富集汞离子的作用速率，但同时却使细菌的最大汞富集是降低了30％。废水pH的变化对重组菌的汞富集行为影响很小，说明该基因工程菌能在很宽的pH范围内有效地富集汞。实验还考察了EDTA及离子强度对富集行为的影响。     

磷酸饥饿诱导大肠杆菌同步化

用改良的Ｋｅｐｅｓ磷酸饥饿法诱导大肠杆菌Ｋ—１２ＡＭ１２６４同步化生长，细胞经８轮同步化步骤后可在磷酸不限制培养基中自由生长保持２～３次同步化细胞周期。Ｋ—１２ＡＭ１２６４大肠杆菌的细胞增倍和分化周期分别为５５和１５ｍｉｎ，同步化细胞周期可分达３个时相。细胞分裂期（Ｐ），细胞分裂和染色体复制起始间期（Ｑ）以及染色体复制起始和细胞分裂间期（Ｒ）。Ｒ期又可分Ｒ１和Ｒ２两个亚期。在Ｒ１亚期胸腺呼啶掺入ＤＮＡ的速度增加，在Ｒ２亚期掺入速度保持恒定。Ｒ１和Ｒ２期分别为１５和１０ｍｉｎ。     

渗透休克法提取重组青霉素G酰化酶及酶学性质研究

为简化后期提取工艺,采用渗透休克法提取基因工程菌重组青霉素G酰化酶,回收率92.4%的酶蛋白释放到胞外,纯度达80%,比酶活26.4 U/m g.酶学性质研究表明,K cPGA的最适作用pH和温度分别为pH 7~9和50℃,在pH 5.0~8.0和低于40℃的范围较稳定.     

大肠杆菌K5多糖生物合成条件的优化

采用Plackett-Burman实验、正交试验设计方法对K5多糖的生物合成条件进行优化.然后,在摇瓶及5L发酵罐中进行K5多糖发酵过程研究.结果表明:最佳培养基组成为麦芽糖20 g/L,蛋白胨15 g/L,MnCl4·4H2O0.1 g/L,MgSO4 ·7H2O 2.0g/L,KH2PO4 2.0 g/L,K2HPO4 9.7 g/L,脱水枸橼酸钠0.5 g/L;250 mL摇瓶最佳装液量为15 mL.优化后5L发酵罐中K5多糖的质量浓度为1.8 g/L,较优化前的0.3 g/L提高了5倍.