基于改性玉米秸秆纤维固定色氨酸合成酶基因工程菌合成L-2-甲基-色氨酸

摘要：利用固定化色氨酸合成酶细胞合成L-2-甲基-色氨酸。采用戊二醛作为交联剂、海藻酸钠作为包埋剂和改性玉米秸秆纤维作为填充剂固定色氨酸合成酶基因工程菌,探究并建立最优固定因素水平条件,提高该固定化菌的酶活力以及其稳定性,响应面法优化固定化色氨酸合成酶基因工程菌合成L-2-甲基-色氨酸。研究结果表明,底物L-丝氨酸浓度为10 g/L,温度为35℃,pH为8.0,L-2-甲基-色氨酸合成量达到5.3 g/L,底物L-丝氨酸转化率为41.6%,产物L-2-甲基-色氨酸收率为25.3%,固定化色氨酸合成酶基因工程菌可连续使用12批次。     

重组表达天冬氨酸-β-脱羧酶及其酶学性质

利用p ETDuet-1为载体在宿主细胞E.coli BL21(DE3)中重组表达了粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)来源的天冬氨酸-β-脱羧酶(Asd),研究了其酶学性质,考察了p H、p H稳定性、温度、热稳定性、底物浓度对酶活的影响。结果表明,天冬氨酸-β-脱羧酶重组表达成功;最适反应温度和p H分别为45℃和6.0;动力学常数Km和Vmax分别为0.72 mmol/L和10.52 mol/(L·min·g)。0.1 g菌体细胞在10 m L 0.2 mol/L磷酸缓冲溶液中催化2.0 g L-天冬氨酸,40℃,p H=6.0反应15 h,L-天冬氨酸的摩尔转化率达到98.6%。     

固定化色氨酸合成酶细胞合成L-2-甲基色氨酸

利用固定化色氨酸合成酶细胞合成了L-2-甲基色氨酸,采用戊二醛作为交联剂、海藻酸钠作为包埋剂和改性玉米秸秆纤维作为填充剂固定色氨酸合成酶基因工程菌,并利用响应面法建立了最优固定因素水平条件,并考察了最佳条件下该固定化菌的酶活力以及其稳定性。实验结果表明:底物L-丝氨酸质量浓度为30 g/L、温度为35℃、pH=8.0时,L-2-甲基色氨酸质量浓度达到5.3 g/L,底物L-丝氨酸转化率为41.6%,产物L-2-甲基色氨酸收率为25.3%,固定化色氨酸合成酶基因工程菌可连续使用12批次。     

固定化色氨酸合成酶基因工程菌合成L-色氨酸的研究

以海藻酸钠作为包埋剂、戊二醛作为交联剂和氯化钙作为填充剂对色氨酸合成酶基因工程菌进行固定化,同时探究三种物质和菌体负载量对固定化菌影响,响应面法优化色氨酸合成酶基因工程菌合成L-色氨酸。固定化色氨酸合成酶基因工程菌最优制备条件为：海藻酸钠28.92 g/l、戊二醛0.95%、氯化钙19.82 g/l、菌体负载量25 g/l。底物L-丝氨酸浓度为1%、固定化菌8g, L-色氨酸转化率为28.16%。固定化菌可连续使用15批次。     

包埋法固定化色氨酸合成酶基因工程菌合成L-色氨酸的研究

以海藻酸钠作为包埋剂、戊二醛作为交联剂和氯化钙作为填充剂对色氨酸合成酶基因工程菌进行固定化,同时探究3种物质和菌体负载量对固定化菌影响,响应面法优化色氨酸合成酶基因工程菌合成L-色氨酸。固定化色氨酸合成酶基因工程菌最优制备条件为:海藻酸钠28.92 g/L、戊二醛0.95 g/L、氯化钙19.82 g/L、菌体负载量25 g/L,底物L-丝氨酸质量浓度为10 g/L、固定化菌8 g,L-色氨酸产率为28.16%,固定化菌可连续使用15批次。     

色氨酸酶重组基因表达及其酶法合成L-色氨酸

为实现色氨酸酶高效、低成本催化合成L-色氨酸,利用p ET30a为载体在宿主细胞E.coli BL21(DE3)中重组表达了产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)来源的色氨酸酶,以丙酮酸、吲哚和氨为底物,探究其酶学性质,考察了反应温度、起始p H、底物摩尔比对酶促反应的影响,并利用丙酮酸发酵液为底物酶法合成L-色氨酸。结果表明,色氨酸酶重组表达成功,色氨酸酶最佳反应条件为:温度35℃,起始p H=9.0,底物摩尔比n(吲哚)∶n(丙酮酸)=0.6∶1,底物丙酮酸浓度为0.17 mol/L。利用重组色氨酸酶全细胞催化100 m L浓度为0.57 mol/L丙酮酸发酵液,流加浓度为4.27 mol/L吲哚酒精溶液6.5 m L,反应28 h后,L-色氨酸浓度达0.25 mol/L,吲哚摩尔转化率达91.8%。     

双酶偶联生物合成L-酪氨酸

多酶偶联催化是酶法制备手性药物中间体的重要方法之一。该文采用双酶偶联体系,利用天冬氨酸转氨酶全细胞催化L-天冬氨酸转氨至苯丙酮酸,生成L-苯丙氨酸,同时得到中间产物丙酮酸;反应体系中的酪氨酸酚裂解酶全细胞催化丙酮酸、苯酚和氨酶法合成L-酪氨酸。经考察确定了双酶偶联反应的最佳条件为:温度40℃,pH=8.5,底物苯丙酮酸质量浓度为25 g/L,苯丙酮酸与L-天冬氨酸摩尔比1∶1.2,天冬氨酸转氨酶与酪氨酸酚裂解酶细胞质量比1∶1,4 mmol/L PLP,0.1 g/L吐温80。30 g/L的氯化铵对双酶偶联反应有促进作用。双菌双酶偶联生物法合成L-酪氨酸,充分利用了反应副产物丙酮酸得到附加值较高的产品,对资源合理利用及绿色合成工艺具有参考意义。     

L-天冬氨酸固定床列管反应器的实验研究

本文对固定化大肠杆菌连续生产L-天冬氨酸的管式固定床反应器进行了实验研究。结果表明：固定床反应器能够有效地排除由富马酸和氨生成L-天冬氨酸的反应热．在底物浓度为1．0mol／L的条件下，循环冷却水的温度为37℃、废物在反应器内的停留时间为2～6h（即空速低于0．5／h）时，由富马酸生成L-天冬氨酸的转化率高于99，见反应器内的最高温度不超过37．3℃。     

重组色氨酸合成酶催化合成L-5-羟基色氨酸

利用重组色氨酸合成酶催化合成L-5-羟基色氨酸,采用单因素以及响应面分析方法考察了p H、反应温度、底物浓度和底物摩尔比对L-5-羟基色氨酸合成的影响。最佳转化条件为:反应温度为32℃,p H=8.6,5-羟基吲哚与工业角蛋白水解氨基酸液中L-丝氨酸的适宜底物摩尔比为1.1∶1,底物工业角蛋白水解氨基酸液中L-丝氨酸最适合浓度为180 mmol/L,反应平衡时间为18 h,工业角蛋白水解氨基酸液中L-丝氨酸摩尔转化率达到86.5%。     

金黄节杆菌CYC705腈水解酶催化亚氨基二乙酸的合成

将金黄节杆菌CYC705(Arthrobacter aurescens CYC705)腈水解酶用于生物催化合成亚氨基二乙酸(IDA),从生物催化剂的形式、生物催化反应过程优化和反应体系放大3个方面进行了考察。在氨基载体固定化酶、环氧基载体固定化酶、海藻酸钠固定化细胞、壳聚糖固定化细胞和游离全细胞几种生物催化剂形式中,壳聚糖固定化细胞催化效率最高、稳定性最好。通过反应体系、反应温度、金属离子、底物浓度、固定化细胞投量等因素的优化,确定了最佳的生物催化反应条件:以50 mmol/L p H=6.6磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液作为反应体系,底物亚氨基二乙腈(IDAN)的浓度为200 mmol/L,添加Co Cl2至终浓度为1 mmol/L,反应温度37℃,固定化细胞投量为0.25 g每5 m L反应体积。在该条件下,反应2 h可将IDAN完全转化为IDA。进一步将反应体系放大10倍,催化200 mmol/L的IDAN完全转化为IDA仅需1 h。     

游离酶法生产L-天冬氨酸的工艺研究

以大肠杆菌ATCC11303培养液作酶源，采用游离酶法由富马酸转氨生成L-天冬氨酸。取培养26h左右的培养液作酶源，37℃酸反应6d，可转化富马酸9kg／L。研究发现高浓度底物对酶反应有抑制作用。     

两菌双酶法由苯丙酮酸生产L-苯丙氨酸

大肠杆菌ＥＰ８－１０经培养后产生高活力转氨酶和低活力的天冬氨酸酶,而Ｅ．ｃｏｌｉＥＡ－１则产生高活力天冬氨酸酶和很低的转氨酶,耦合ＥＰ８－１０中转氨酶和ＥＡ－１中Ａｓｐ酶作用,由苯丙酮酸和富马酸生成Ｌ－苯丙氨酸,该体系最佳条件为：ＥＡ－１和ＥＰ８－１０两种细胞质量比为０．６∶１,ｎ（ＰＰＡ）／ｎ（Ｆｕ）＝１∶１．２（ｍｏｌ比）,当ＰＰＡ浓度为０．２４ｍｏｌ／Ｌ时,反应６ｈ,可生成３８．５ｇ／ＬＬ－Ｐｈｅ。     

固定化产氨短杆菌连续生产L—苹果酸的研究

本文研究了K-卡拉胶固定化产氨短杆菌连续生产L-苹果酸技术。用0.4％胆酸处理固定化细胞,能有效地抑制反应副产物生成。在固定化介质中添加1.5％多胺试剂,可以提高延胡索酸酶活性50％。采用柱式反应器连续生产L-苹果酸,37 C稳定工作40天,空间流速0.22小时,转化率在85％以上。固定化细胞酶的半衰期为100天,转化液经多步提纯得列白色晶体,提取收率55％。产品经纸层析,红外光谱分析和熔点测定与L-苹果酸标准品一致。     

反冲式膜生物反应器生产L—天冬氨酸

设计了用于游离细胞生物转化的反冲式膜反应器，反应器内增加搅拌装置以减轻细胞对膜的堵塞。实验体系采用含天冬氨酸酶的大肠杆菌细胞转化反丁烯二酸为Ｌ－天冬氨酸。研究了膜孔径大小和细胞浓度对反应器的影响。并与利用固定细胞的填充床反应器进行了比较     

优良菌株降解芘相互间影响作用研究

探讨了自行培养的2#、4#、9#菌在降解芘过程中的相互作用关系。分别对单一菌株、菌株间两两混合、三株菌混合三种情形对芘的降解作用进行研究。研究结果表明：三株菌中2#菌株的降解效果最好,5d内累积去除率为55.99%;菌株间两两混合时2#菌株的降解受到抑制,说明菌株间有相互抑制的作用;三株菌混合对芘降解时同样表现出相互抑制作用,抑制程度大于两两混合的情况,在降解过程中,pH值总体是下降的,并周期性地交替出现产酸和脱羧反应。     

Production of Indigo by Immobilization of E. coli BL21 （DE3） Cells in Calcium-Alginate Gel Capsules

The ability of catalyzing indole into indigo of gene engineering strain expressing P450 BM3 immobilized by entrapment in calcium-alginate gel capsules was examined,and various characteristics of immobilized cells were assessed.Optimum conditions for cells activity were not affected after immobilization,and pH and tempera- ture for both free and immobilized cells were found to be pH 7.5 and 35℃,respectively.The immobilized cells exhibited a markedly improved thermal stability than free cells.After five repeated experiments,the yield of indigo with the immobilized cells retained over 94%of their original activity,which indicated that the operational stability for recycling in batch processes was improved.     

海洋石油降解菌固定化小球的制备及其对含油海水的降解特性

以实验室前期筛选分离得到的海洋石油降解菌SI-JHS为供试菌,在不同包埋条件下对SI-JHS进行固定化以提高其对含油海水的降解率,考察了pH值、盐度和温度等海水环境条件对固定化小球降解特性的影响。实验结果表明,包埋剂选用10%（质量分数,下同）的聚乙烯醇（PVA）和1%的海藻酸钠（SA）混合液,交联剂选用含3% CaCl₂的硼酸饱和溶液,包菌量为20%,活性炭添加量为5%时制备出的固定化小球成球性好,具有较好的传质性能和机械强度。SI-JHS固定化小球对含油海水的最适宜降解条件为：pH值7.0~7.5、盐度3%~4%、温度30~35℃。SI-JHS固定化小球对含油海水的降解率为97.8%,较游离菌提高了22.6%,固定化小球对海水中石油的降解过程符合准一级降解动力学模型。     

UV-curable methacrylated/fumaric acid modified epoxy as a potential support for enzyme immobilization

The immobilization procedure of UV-curing coating is simple and causes less loss of enzymatic activity. UV-curable methacrylated/fumaric acid modified cycloaliphatic epoxide is here proposed as a rigid support material for covalent immobilization of α-amylase. The immobilized enzyme is analyzed in terms of bioactivity retention as a function of repeated use ability, pH, storage, as well as stability under various experimental conditions, taking starch as a substrate. The properties of immobilized enzyme were also compared with those of the free enzyme. The highest activity of free enzyme was obtained at pH 7.0 while this value was shifted to pH 7.5 for immobilized system. Optimum catalytic activity was observed at 30 °C, for both free and immobilized enzyme; however, the immobilized enzyme had a higher activity than the free one. The immobilized enzyme that was used 35 times in 8 h in repeated batch experiments demonstrated that about 73% of the enzyme activity was retained. The free enzyme lost all its activity with in 15 days. The retained activity of immobilized enzyme was found to be around 80%. The amount of bound α-amylase was found 94 mg per gram polymeric support material.     

复合载体固定化大肠杆菌制备γ-氨基丁酸

用卡拉胶与明胶复合载体固定大肠杆菌,优化了固定化细胞的制备条件,并利用该复合载体固定大肠杆菌细胞进行酶法制备γ-氨基丁酸的研究。实验结果表明,最佳工艺条件为:m(卡拉胶):m(明胶)=3:2,ρ(混合胶)=12g/L,ρ(KCl)=60g/L,固定化时间为3h,ρ(菌体)=80g/L,反应温度为37℃,转化体系pH=4.8,ρ(底物)=40g/L。固定化细胞在最适条件下比酶活高达10740U。包埋1.0g湿菌体的固定化细胞重复使用7次,可把42gL-谷氨酸完全转化为γ-氨基丁酸。