定向产S-1-苯乙醇菌株的筛选和发酵

以DL-1-苯乙醇为唯一碳源从土壤微生物中筛选出1株高度立体选择性还原苯乙酮为S-1-苯乙醇的产酶菌株No.XC35-8。对发酵条件进行了优化，考察了多种辅助底物对酶促反应的影响，选取异丙醇进一步研究其对酶促反应的促进作用。结果表明：5g/L葡萄糖为培养基碳源，10g/L胰蛋白胨为氮源，30℃，200r/min振荡培养30h。转化底物苯乙酮体积分数为0.1%，辅助底物异丙醇体积分数为6%，转化24h，底物转化率可达83.4%，产物的对映体过量值(ee值)为99.5%。     

胶红酵母催化苯乙酮的不对称还原及吸附树脂的促进作用

以苯乙酮为模式底物,利用筛选的胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)YS6-2为手性催化剂,不对称还原合成具有光学活性的1-苯基乙醇.结果表明：反应的立体选择性极高,合成的产物以(S)-型为主,其对映体过量值达99.0 %. 在设立的水相系统中,酵母细胞在发酵培养36 h、转化反应36 h、pH 6.6、温度34 ℃、2 %葡萄糖作为辅助底物的优化条件下,0.12 g/mL菌体（湿重）催化还原70 mmol/L苯乙酮的转化率达49.1 %. 同时,向反应体系中添加1 g D-101吸附树脂,因其控制水相中与细胞接触的底物浓度并进行产物的原位吸附,底物的转化率提高到75.5 %.     

R-苯乙醇高产菌株的筛选及分子生物学鉴定

以苯乙酮为底物,利用薄层色谱(TLC)和气相色谱(GC)检测,从成都某手性化工厂污水池附近土壤中分离到的224株菌中筛选R/S-苯乙醇的高产菌株.经过多次复筛,最终获得一株遗传性质稳定、可将苯乙酮不对称还原成R-苯乙醇的菌株cmq6-8.以该菌株静息细胞为催化剂进行生物转化,当底物质量分数为108 mmol/L,静息细胞量为0.25 g/mL,辅助底物葡萄糖浓度为2.0%,转化体系初始pH值为7,30℃转化48 h时,底物转化率为49.42%,产物R-苯乙醇的对映体过量值为94.81%.通过对该菌株的26SrDNADl/D2区域分析,并结合其部分生理生化特征,初步鉴定菌株cmq6-8为解脂耶氏酵母菌.     

以苯乙酮为原料制备α-苯乙醇方法研究

目的:研究以苯乙酮为原料还原制取手性α-苯乙醇。方法:以甲酸钠为还原剂,在贵金属催化剂存在的条件下进行水中不对称转移加氢还原。结果:得到最佳的工艺参数:①催化剂制取时TsNHCH2CH2NH2用量为0.0024g,络合时间1h,络合反应温度50℃;②制取α-苯乙醇时反应物与催化剂之间的物质的量之比S/C=1000,温度40℃,反应时间3h。结论:利用甲醇钠在水中进行苯乙酮不对称转移加氢还原制取手性α-苯乙醇是可行的。     

信号肽对木聚糖酶在马克斯克鲁维酵母中分泌表达的影响

马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)是一种新型的非常规酵母,具有生长快、分泌能力强、安全性高等优势.在酵母表达系统中,分泌信号肽不仅介导了外源蛋白沿着正确途径分泌到胞外,也在蛋白质翻译后加工等方面发挥了重要作用.本文分别研究了酿酒酵母α-Factor信号肽和克鲁维酵母菊粉酶信号肽对耐热木聚糖酶在马克斯克鲁维酵母中的分泌表达影响.工程菌摇瓶发酵72h后,在含有菊粉酶信号肽和α-Factor信号肽的工程菌株的发酵上清中,木聚糖酶酶活分别为318.91U/mL和117.90U/mL,表明马克斯克鲁维酵母表达木聚糖酶时,菊粉酶信号肽介导的蛋白分泌表达效果优于α-Factor信号肽.重组表达木聚糖酶最适反应条件是pH5.5和65℃,在75℃处理1h后,该酶的剩余酶活保留73%以上.在5L发酵罐中,重组菌高密度发酵72h,木聚糖酶酶活高达157 757U/mL,结果表明,马克斯克鲁维酵母表达系统在工业酶领域中应用具有非常广阔的前景.     

利用脂肪酶Novozym 435催化转酯反应对映选择性合成(R)-α-硫辛酸的手性前体

利用商品脂肪酶Novozym 435介导的对映选择性转酯反应催化拆分(R,S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯(ECHO),以合成(R)-α-硫辛酸的手性前体。对酶促拆分反应的条件进行了优化,确定了该酶的最适反应条件:以乙酸乙烯酯为酰基供体,最适反应温度为50°C,以异丙醚为反应介质,酶最适上载量为100g/mol ECHO,可以耐受的底物浓度为1mol/L。在产品的克级制备反应中,6h底物转化率为47%,产物(R)-6-乙酰氧基-8-氯辛酸乙酯的对映体过量值(eep)为90%,时空产率高达471g/(L·d),产品总收率为36.3%。该酶法催化的转酯化反应为(R)-α-硫辛酸的合成提供了一条新的途径。     

统计学分析方法应用于乳酸乳球菌培养基的优化

应用Plackett-Burman设计法对影响乳酸乳球菌发酵的培养基主要组分进行筛选,确定了影响乳链菌肽效价的关键因素为酵母浸粉、葡萄糖和K2HPO4.在此基础上,采用响应面法(RSM)优化乳链菌肽发酵培养基.结果表明,当酵母浸粉质量浓度为22.35g/L,葡萄糖质量浓度为24.80g/L,K2HPO4质量浓度为13.65g/L时,乳链菌肽产量最大,此时,乳链菌肽产率为2157IU/mL.实验验证,最佳条件下乳链菌肽产率为2115IU/mL,预测值与验证值吻合得较好.     

基因组整合与游离质粒联合应用介导阿魏酸酯酶A在马克斯克鲁维酵母中高效分泌表达

阿魏酸是植物中广泛存在的酚类化学物质,具有抗氧化活性.阿魏酸酯酶能够水解植物细胞壁半纤维素和阿魏酸之间的酯键,释放阿魏酸,在食品、医药、饲料加工等领域具有广泛的应用价值.马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)是一种生长迅速、蛋白分泌能力强的新型食品安全级酵母,具有高效分泌表达菊粉酶的能力,本研究利用基因组菊粉酶位点INU1整合与游离质粒联合应用的方式,在马克斯克鲁维酵母中实现了黑曲霉(Aspergillus niger)阿魏酸酯酶AnFaeA的高效表达,发酵液上清中的酶活达到164.4U/mL.利用马克斯克鲁维酵母重组表达的阿魏酸酯酶能够高效降解玉米芯释放阿魏酸,释放量可达1.81mg/g,并且在β-木聚糖酶的协助下可进一步提高阿魏酸的释放量,达到2.8mg/g.     

利用TLC筛选苯乙醇产生菌株

以底物诱导方法,从成都市某化工厂的污水处理池及其附近土壤中分离、纯化出224株菌.以摇瓶培养配合薄层色谱(TLC)检测法,对α-苯乙醇产生菌株进行高通量初筛.复筛利用气相色谱(GC)检测初筛所获得的8株菌对底物苯乙酮的转化率及产物α-苯乙醇的对映体过量值(e.e.%).经过初筛、复筛,最终获得2株遗传性质稳定、转化能力强的菌株.其中菌株bs5-1催化底物苯乙酮不对称还原成(S)-苯乙醇;菌株cmq6-8则不对称合成(R)-苯乙醇.实验证明,将TLC应用到菌株筛选工作,大大提高了菌株的筛选效率.     

酵母重组表达PCV2病毒样颗粒的纯化工艺

猪圆环病毒(PCV)是一种引起断奶仔猪多系统衰竭综合征、呼吸道综合征及繁殖障碍的病毒,已经成为危害养猪业最主要的病原之一,而接种猪圆环病毒2型(PCV2)疫苗是控制猪圆环病毒相关疾病最有效的措施.利用马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus,KM)表达猪圆环病毒PCV2Cap的产量可达2g/L,高于其他表达系统的产量,并且重组表达的Cap蛋白在胞内能高效自组装成病毒样颗粒(Virus-Like Particles,VLPs).酵母细胞破碎之后样品中含有大量的微小的细胞碎片,高速离心澄清难以分离,影响了VLPs的得率、纯度以及澄清度.本研究考察了超声波破碎、玻璃珠研磨破碎以及高压均质破碎等不同破碎方法,发现1 300bar高压均质法对重组表达PCV Cap蛋白的马克斯克鲁维酵母破碎效果最佳.在此基础上,检测添加有机溶剂、表面活性剂和化学絮凝剂的处理效果,发现添加1%(质量分数)Triton X-100对酵母破碎菌液具有65%以上的浊度降低率,处理后样品可直接用于离子交换层析,得率大于92%,HPLC纯度大于85%.     

酿酒酵母不对称合成(R)-(-)-扁桃酸甲酯

采用本实验室筛选到的酿酒酵母LH1催化苯甲酰甲酸甲酯不对称合成(R)-(-)-扁桃酸甲酯.在单相体系中考察了初始底物浓度、细胞浓度、pH、温度、辅助底物、葡萄糖浓度和反应时间等因素对产物得率和对映体选择性的影响,获得了较佳的还原条件.当细胞浓度75 g(干细胞)/L,葡萄糖浓度30 g/L,底物浓度100 mmol/L,pH 8.0,温度30℃,反应时间30 h时,产物扁桃酸甲酯的得率达94.3%,(R)-(-)-扁桃酸甲酯的对映体过量值(ee)达95.0%.在苯甲酰甲酸甲酯的转化反应中,酿酒酵母LH1菌株表现出非常好的对映体选择性,且ee值受环境因素的影响非常小.     

降酸酵母菌Yds-10最佳培养基的筛选

以获得降酸酵母菌Yds-10最佳培养基为目的,以OD600值作为评价指标,对常用五种培养基进行比较,筛选出基础培养基;采用单因素和正交试验对筛选出的基础培养基成分葡萄糖、酵母浸粉、蛋白胨、胰蛋白胨进行优化,得出培养基的最佳组合为:葡萄糖30g/L、酵母浸粉2.0 g/L、蛋白胨2. 0g/L、胰蛋白胨0 g/L。此培养基培养降酸酵母菌Yds-10,其培养液的OD600值比YPD培养基高大4. 1%。     

表面活性剂存在下两相体系酶法催化合成蔗糖-6-乙酯

为提高假丝酵母脂肪酶催化合成蔗糖-6-乙酯的催化效率,采用两相体系中加入表面活性剂形成胶束溶液,然后优化假丝酵母脂肪酶催化合成蔗糖-6-乙酯工艺条件.研究表明,与不加表面活性剂的对照组相比,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵存在的实验组,反应的酯化率和蔗糖-6-乙酯选择性均有明显提升.假丝酵母脂肪酶在该体系中催化合成蔗糖-6-乙酯的优化工艺条件为:反应介质为仲丁醇/水,其中水质量分数为60％,表面活性剂的浓度为10 mmol/L,乙酸乙烯酯与蔗糖物质的量比为3∶1,反应pH值9,温度35℃,反应时间4h.在此反应条件下,得到蔗糖乙酯酯化率为71.2％,其中蔗糖-6-乙酯选择性为56.4％.     

酶催化合成维生素C脂肪酸酯的反应条件优化

以维生素C(Vc)和若干种脂肪酸为底物,采用自制假丝酵母Candida sp. 99-125固定化脂肪酶,催化合成维生素C脂肪酸酯。结果表明,在该酯化反应中,油酸为最佳脂肪酸底物,丙酮为最佳反应介质。同时研究了各反应因素对Vc转化率的影响,优化后的反应条件为：当Vc浓度为006mol/L时,温度40℃,固定化酶量1.5g,油酸与Vc物质的量比为5∶1,反应时间48h,分子筛添加量0.5g,底物Vc分4次流加,Vc转化率可达91%,批次实验表明该固定化酶在重复使用10次后仍具较高活力.     

用于β-半乳糖苷酶高效发酵制备的廉价工业培养基配方开发

以乳清粉为主要成分开发了一套高产β-半乳糖苷酶且廉价的工业培养基配方.首先,考察了乳清粉替代原培养基中碳源(乳糖)和部分氮源的可行性,优化了乳清粉最佳浓度和氮源(酵母膏、蛋白胨)的最佳组合,筛选了利于β-半乳糖苷酶分泌合成的无机盐种类,获得了一套较理想的工业培养基配方:乳清粉60 g/L,酵母膏9 g/L,蛋白胨3 g/L, MnCl₂ 0.03 g/L, ZnCl₂ 0.058 g/L, pH 8.0,应用于乳酸克鲁维酵母发酵制备β-半乳糖苷酶,酶活达到33.4 U/mL(摇瓶培养)和77.47 U/mL(发酵罐培养),单位酶活力达到13.74 U/mg生物量,显著优于传统发酵培养基;且乳清粉廉价易得,特别适合作为工业培养基主成分应用于β-半乳糖苷酶的规模制备.     

多粘类芽孢杆菌同步糖化发酵玉米粉生产(R,R)-2,3-丁二醇

【目的】对多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa的玉米粉同步糖化发酵工艺进行优化,以获得低成本、高效的(R,R)-2,3-丁二醇生产技术。【方法】研究玉米粉浓度、氮源种类和氮源浓度对菌体生长、耗糖能力以及(R,R)-2,3-丁二醇产量、产率、得率和转化率的影响,并在此基础上进一步考察培养基中其它成分对(R,R)-2,3-丁二醇发酵的影响。【结果】优化后的培养基组分为玉米干粉140g/L,酵母粉30g/L,Na_2HPO_4 3g/L,KH_2PO_43g/L,(NH_4)2SO_42g/L,MgSO_40.8g/L,微量元素溶液2mL/L。使用优化后的培养基进行同步糖化发酵,发酵50h后(R,R)-2,3-丁二醇产量达到56.28g/L(光学纯度为98.3%),对葡萄糖的得率为0.44g/g,产率为1.13g/(L·h)。【结论】(R,R)-2,3-丁二醇生产技术低价高效,可为其工业化生产提供参考。     

Rhodococcus rhodochrous tg1-A6腈水解酶催化3-氰基吡啶合成烟酸的研究

利用高产腈水解酶的菌株Rhodococcus rhodochrous tg1-A6催化3-氰基吡啶合成烟酸,实验结果表明,腈水解酶的最适底物浓度为130mmol/L,最适催化温度为55℃,最适pH值为pH7.0.经过15h连续补加底物3-氰基吡啶,反应体系中产物烟酸的浓度可达到165.2g/L.在产物浓度累积不高的情况下,菌体经过7批次(共67h)的催化,烟酸的最终质量浓度累计可达到529g/L.     

四氢噻吩-3-酮还原酶的筛选与表征

通过基因挖掘技术获得一种来源于炭疽芽胞杆菌的短链脱氢酶BaCR1。它能够催化四氢噻吩-3-酮的不对称还原反应,进而合成碳青霉烯类抗生素硫培南的重要手性中间体(R)-四氢噻吩-3-醇。对BaCR1进行了催化性能表征,结果表明最适反应pH为7.0,最适反应温度为30℃,催化剂转化数(k_(cat))与米氏常数(K_M)之比(k_(cat)/K_M)为0.25 L/(mmol·s)。在100 mL的反应体系中,偶联葡萄糖脱氢酶用于辅酶再生,在底物上载量为50 mmol/L、重组大肠杆菌整细胞(干重)上载量为20 g/L的条件下,无需额外添加辅因子NADPH,反应24 h,转化率大于99%,还原产物的e.e.值为84%,实现了产物的克级制备,体现了酶法不对称还原制备(R)-四氢噻吩-3-醇的潜力。     

毕赤酵母发酵甘露醇产乙醇的条件研究

在250ml三角瓶中进行毕赤酵母（Pichia angophorae）发酵不同浓度的甘露醇生产乙醇的试验。试验先以浓度为20g/L、40g/L、60g/L、80g/L的甘露醇进行发酵试验确定出最适培养基组分,然后以正交试验确定菌株的最优发酵条件。结果确定出最适的发酵培养基组分为：甘露醇20g/L,酵母浸粉0.3g/L,麦芽浸粉0.3g/L,（NH4）2SO45g/L,KH2PO42g/L,MgSO4·7H2O 0.4g/L。最佳发酵条件为：温度32℃,摇床转速150rpm,初始pH值4.5,发酵液体积150ml,乙醇最大产量为0.45g ethanol/g mannitol。     

R 基-3-吡啶基硫醚不对称氧化

将经典的金属钛/酒石酸酯催化体系用于R基-3-吡啶基硫醚的不对称氧化,考察了反应温度、水的比例、氧化剂的用量和体系浓度对产物对于立体选择性的影响,发现最佳反应条件为温度为-23±2 ℃,水为1个当量,氧化剂为2.2个当量,体系浓度为 0.15mol/L.它对不同取代基的底物具有一般到较高的对映立体选择性.