α-淀粉酶Amy7C及其突变体催化常数的定量预测

【目的】利用α-淀粉酶Amy7c及其突变体的氨基酸信息,预测该酶的催化常数（Kcat）,并筛选出能预测α-淀粉酶Kcat最具效果的氨基酸属性。【方法】先以20-l前馈反向传播的神经网络为模型,完成535种氨基酸属性对α-淀粉酶Amy7C及其突变体催化常数的拟合。再将α-淀粉酶Amy7C及其54个突变体的数据分为2组,用35个酶作为训练组进行拟合,20个酶作为验证组进行检验。最后,对8种不同层次及神经元个数的模型进行比较。【结果】110个氨基酸属性可实现20-l神经网络模型收敛,表明这些氨基酸属性可用于预测α-淀粉酶的催化常数,不同指标的预测效果不同。多模型的分析结果显示,不同模型对训练组R值的结果具有显著性差异,而对训练组P值、验证组R值和验证组P值结果无显著性差异。【结论】氨基酸分布概率等属性可以用于预测α-淀粉酶催化常数。四层神经网络模型是预测α-淀粉酶催化常数的相对理想的模型。     

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。     

非离子型表面活性剂对甘蔗渣在二甘醇/甘油溶剂中液化的影响

将甘蔗渣在二甘醇/丙三醇溶剂体系下液化,考察非离子型表面活性剂（NIS）：OP-10,OP-15,AEO-9,AEO-15,Tween-85,Tween-80,Span-60对液化的促进作用。结果AEO-15对提高甘蔗渣液化转化率效果最明显,相对于未使用AEO-15的液化体系,残渣率降低36.2%,液化产物羟值提高37.7%,重均分子量上升18.8%,液化产物分子量分布更佳,液化产物聚合分散度降低11.3%;而OP-10对液化中间产物在试剂体系中的分散溶解效果最好,液化最终产物羟值提高96%,达到791 mgKOH/g。这说明,NIS可以提高液化试剂对甘蔗渣的渗透能力,增强液化产物在液化试剂体系中的分散溶解,已经显著改善了甘蔗渣在二甘醇/甘油溶剂体系中的液化程度,液化效果接近或超过了甘蔗渣在聚乙二醇/甘油溶剂体系中的液化效果。     

生物法合成乙偶姻手性异构体的研究进展

乙偶姻是一种重要的四碳平台化合物,在食品、医药、烟草、化妆品、化工等行业具有广泛的用途,其手性异构体(R)?乙偶姻和(S)-乙偶姻由于具有独特的立体结构,还可用于合成高附加值手性药物、化学中间体、液晶材料。本文综述了近年来利用酶法、全细胞催化法和基因工程菌发酵法制备手性乙偶姻的研究成果,介绍了利用代谢工程、合成生物学等技术在构建基因工程菌株,以及在提高乙偶姻产量、转化率和光学纯度方面所取得的研究进展。最后讨论了目前所存在的问题和难点,以及今后应该重点关注的研究方向。     

一株耐高温L-乳酸高产菌的选育及其发酵特征

对鼠李糖乳杆菌菌株Lactobacillus rhamnosus JCM1553进行紫外诱变,选育得到一株耐高温L-乳酸高产突变菌GX-6.在47℃,分别以葡萄糖和木薯淀粉为底物,研究GX-6菌株发酵生产L-乳酸的情况并考察GX-6菌株的遗传稳定性.结果表明,以葡萄糖为底物时,发酵56h的L-乳酸产量达到117g/L,...     

合成气发酵生产乙醇菌株的筛选

【目的】从动物粪便样品中分离能利用合成气生产乙醇的菌株,并对其进行鉴定及初步发酵实验,为工业利用合成气生产乙醇奠定理论基础。【方法】利用富集驯化培养技术,以合成气为唯一碳源,分离筛选合成气利用菌,通过形态观察、生理生化实验及16SrRNA序列分析鉴定菌株,并利用菌株进行初步发酵实验。【结果】分离到1株可以发酵合成气生产乙醇的菌株,分子鉴定结果表明,该菌株为Clostridium ljungdahlii。生理生化分析结果显示:该菌是严格厌氧型革兰氏阳性菌,短杆状,有运动性,芽孢很少见,生长必须因子包括酵母粉和维生素B族;最适碳源为果糖,最适生长温度35~37℃,最适pH值为6.0~7.0。合成气发酵实验结果显示:37℃,厌氧静止发酵30d,乙醇最高产量达到2.58g/L,添加BESA、莫能菌素、丁基橡胶颗粒可以使乙醇产量分别提高49%、70%、4.3%,最大产量达到4.31g/L。【结论】从动物粪便中分离到1株Clostridium ljungdahlii,该菌能够利用合成气生产乙醇,为进一步研究和开发新型生物质材料提供了基础资料。     

一株高产乳酸鼠李糖乳杆菌的选育

采用紫外线和Co60照射联合诱变鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)JCM1553菌株,选育得到1株L-乳酸高产突变株SCT-10-10-60.经77代传代培养证实该菌株L-乳酸发酵遗传稳定.在37℃,200rpm下,该菌株摇瓶发酵葡萄糖60h的发酵液乳酸浓度达到最大,为195.67g/L,发酵糖酸转化率达到95.33％,比出发菌株最大乳酸产量、发酵速率和糖酸转化率分别提高了16.24％、50.13％和17.81％.相同条件下该菌株发酵木薯淀粉84h的乳酸浓度达到最大值,为203.33g/L,糖酸转化率达到78.85％,比出发菌株最大乳酸产量和发酵速率均提高了29.49％,糖酸转化率则提高24.53％.该菌株发酵产物的L-乳酸含量高达96.75％,与出发菌株(96.97％)无统计学显著差异(P＞0.05).该高产菌株乳酸发酵性能提高的主要原因是菌体增长速率加快.其L-乳酸发酵性能显著优于现有的生产菌株,具有较高的潜在工业价值.     

药用植物中四环三萜皂苷合成生物学研究进展

萜类化合物是药用植物中结构和生物活性多样化的一类大分子化合物,是自然界中广泛存在的次级代谢产物,主要应用于食品、保健品、医药等领域。生物信息学和分子生物学研究的不断深入,极大促进了药用植物四环三萜皂苷的生物合成途径解析与关键功能基因的挖掘鉴定。本文对常见药用植物四环三萜皂苷的生物合成学研究现状展开论述,重点介绍以药用植物四环三萜皂苷为代表的几类化合物的分子合成机制和生物合成研究进展,为人工构建、优化微生物“细胞工厂”,高效合成稀有、高附加值的四环三萜类化合物,推动药用植物资源可持续利用等提供参考。     

高产光学纯(R)-乙偶姻工程菌株的构建与发酵工艺优化

本研究拟在大肠杆菌中构建光学纯(R)-乙偶姻的合成途径和利用辅酶工程调控NADH/NAD+氧化还原平衡,并对工程菌发酵(R)-乙偶姻进行优化。将来源于Enterobacter cloacae的α-乙酰乳酸合成酶基因budB、α-乙酰乳酸脱羧酶基因budA和来源于Lactobacillus brevis的NADH氧化酶基因noxE进行密码子优化后组成基因簇,构建表达质粒并导入大肠杆菌,进一步优化工程菌的培养基成分和发酵条件,提高(R)-乙偶姻的合成能力。结果表明:获得专一性合成高光学纯(R)-乙偶姻的大肠杆菌工程菌株GXASR,对其发酵条件进行系统优化后,摇瓶发酵的(R)-乙偶姻产量为36.82g/L,光学纯度达99.1%,发酵罐补料发酵的(R)-乙偶姻产量达到67.65g/L。在大肠杆菌细胞中过表达外源基因簇budB-budA-noxE能够高效合成光学纯(R)-乙偶姻,经发酵优化后,工程菌的(R)-乙偶姻产量、生产强度和得率均显著提高,为代谢工程改造大肠杆菌生产高光学纯(R)-乙偶姻提供了理论基础。     

海洋热带假丝酵母产角鲨烯发酵工艺研究

【目的】为了从海洋热带假丝酵母(Candida tropicalis)菌株中获取高产量的角鲨烯活性物质。【方法】研究不同碳源、氮源、培养温度、培养基初始pH值、培养时间、光照和氧气等条件对海洋热带假丝酵母菌株产角鲨烯的影响。【结果】确定最优培养基为(W/V)1%酵母膏+2%蛋白胨+2%蔗糖,最佳摇瓶发酵条件:有氧条件下,初始pH值为5.0,培养温度25℃,经48h培养,角鲨烯产量可达2.25mg/g干重。【结论】采用优化后工艺条件进行发酵,获得的角鲨烯产量明显提高。