L-亮氨酸高产菌TGL8207的定向选育及其发酵过程研究

以谷氨酸棒杆菌TG95为出发菌株,通过原生质体紫外诱变、原生质体融合和硫酸二乙酯诱变,定向选育L-亮氨酸产生菌TGL8207.该菌株在未优化条件下摇瓶发酵72 h,产L-亮氨酸27.2 g/L,并且菌株的遗传标记和产酸能力十分稳定.研究了温度、pH和溶氧对菌株TGL8207积累L-亮氨酸的影响.采用10 L罐补料分批发酵64h,L-亮氨酸产量达44.5 g/L,糖酸转化率达22.8%.     

氮源对L-色氨酸发酵的影响

以L-色氨酸生产菌E.coli TRTH为供试菌株,研究了氮源对L-色氨酸发酵的影响。利用30 L发酵罐进行分批补料发酵试验,确定了最佳有机氮源和无机氮源分别为酵母粉和硫酸铵,进一步确定酵母粉和硫酸铵的最佳用量为1 g/L和10 g/L,最后采用NaOH和氨水混合补料控制发酵液中NH4+浓度在120 mmol/L以下,发酵38 h,菌体生物量和L-色氨酸产量分别达到53.42 g/L和32.6 g/L,实现了大肠杆菌的高密度培养。     

ilvBNC操纵子协同cimA基因过表达提高Corynebacterium glutamicum YILW L-异亮氨酸产量的研究

L-异亮氨酸是人和动物八种必需氨基酸之一,在生命活动中具有重要地位。乙酰羟基酸合成酶(acetohydroxyacid synthase,AHAS)是L-异亮氨酸合成途径的关键酶(由ilvBN编码),α-酮基丁酸是L-异亮氨酸合成的重要前体。因此强化ilvBN的表达以及增加α-酮基丁酸的供应理论上可提高L-异亮氨酸的合成。cim A编码的甲基苹果酸合成酶可以催化丙酮酸和乙酰-Co A快速生成L-异亮氨酸前体α-酮基丁酸,从而增强主代谢流通量。本文采用基因重组手段将L-异亮氨酸生产菌株Corynebacterium glutamicum YILW ilvBNC操纵子中的启动子替换为强启动子Ptac获得C.glutamicum YILWPtac。摇瓶发酵结果显示该菌株L-异亮氨酸产量和转化率分别较出发菌株提高了14.8%和18.6%。在此基础上过表达cimA基因,获得C.glutamicum YILWPtacp XMJ19cim A,其L-异亮氨酸酸产量和糖酸转化率分别较出发菌株提高了14.5%和42.4%。本研究可为氨基酸生产菌株的选育提供依据。     

微生物法生产L-色氨酸的研究进展

本文列举了L-色氨酸的理化性质、应用及主要生产方法,重点介绍了现在处于工业化主导地位的微生物发酵生产L-色氨酸的方法及最新进展,为L一色氨酸工业化生产提供一定依据。     

超声辅助细胞转型的谷氨酸发酵工艺

为了进一步提高谷氨酸菌体细胞膜的通透性和谷氨酸产量,采用超声辅助谷氨酸发酵。通过单因素及正交实验研究,确定了最佳超声条件为超声时间50 s、振幅65%、间隔时间5 min,发酵起始,即开始超声处理至发酵8 h,结束超声。在最佳超声条件下进行谷氨酸发酵,菌体OD(600 nm)值为82. 5,提高13. 8%,谷氨酸产量为168 g/L,提高11. 3%,糖酸转化率为68. 2%,提高4. 3%,菌体转型时间由4 h提前至2 h。超声辅助谷氨酸发酵能够达到较好的效果,使发酵过程更加稳定。     

高产L-精氨酸谷氨酸棒状杆菌的构建

以产L-精氨酸诱变菌株谷氨酸棒状杆菌（Corynebacterium glutamicum）AJC为出发菌株,采用基因组编辑技术对其进行改造。 首先,敲除阻遏蛋白ArgR和FarR,解除反馈阻遏作用;然后,敲除乳酸脱氢酶编码基因ldh和整合鸟氨酸乙酰转移酶编码基因argJ,阻 断乳酸合成途径和增加前体物;最后,敲除谷氨酸分泌蛋白编码基因NCgl1221和整合乙酰谷氨酸激酶基因argB,减弱L-谷氨酸的胞 外分泌,筛选一株L-精氨酸高产菌株。 结果表明,获得一株高产L-精氨酸菌株AJC-4（C. glutamicum AJCΔargRΔfarRΔldh::PtufargJ ΔNCgl1221::PsodargB）,该菌株在5 L发酵罐中发酵64 h后,L-精氨酸产量和糖酸转化率分别为78.0 g/L和0.38 g/g,较出发菌株AJC分 别提高21.9%、18.8%;副产物乳酸和L-谷氨酸积累量分别为0.11g/L、0.16 g/L,较出发菌株AJC分别降低96.8%、96.1%。     

谷氨酸发酵过程膜偶联间歇透析发酵工艺研究

采用膜偶联间歇透析发酵工艺,解除了胞内谷氨酸的反馈调节作用及有毒害副产物的抑制作用,促使谷氨酸代谢流增加,产酸速率提高。结果表明:在30L发酵罐上普通发酵单罐产酸2.688kg,透析发酵单罐产酸5.232kg,单罐谷氨酸产量提高了94.64%,产酸周期延长了16h左右;普通发酵的总糖酸转化率为66.3%,而透析发酵的总糖酸转化率为69.8%,提高了3.5%;主要代谢副产物乳酸的代谢流平均降低了28.1%,丙氨酸的代谢流平均降低了20.0%,而目的产物谷氨酸的代谢流量由73.47提高至76.45,提高了4.1%。另外,发酵液的质量同时得到了改善,有利于发酵过程控制及谷氨酸分离提取。     

异亮氨酸发酵过程中浓度近红外预测模型的建立

利用近红外分析仪和相关近红外软件,建立谷氨酸棒杆菌发酵过程中异亮氨酸质量浓度的近红外预测模型.结合偏最小二乘法,在波数为7 400～9 100 cm-1,减去一条直线作为光谱预处理的条件下,获得异亮氨酸质量浓度最优近红外预测模型.该模预测偏差(RPD)为3.36,交叉验证误差均方根(RMSECV)为1.73 g/L,决定系数(R2)为0.997.通过外部验证,该模型能够较好地检测发酵过程中异亮氨酸的质量浓度.     

琥珀酸对大肠杆菌发酵生产L-色氨酸的影响

以色氨酸生产菌Escherichia coli TRT H为出发菌株,在30 L发酵罐上进行实验,在发酵10 h后随糖外源流加1g/L的琥珀酸,以降低代谢抑制物质的积累量,提高L-色氨酸的产量.实验结果显示:外源流加1g/L的琥珀酸发酵与未流加琥珀酸发酵相比,菌体生物量与L-色氨酸产量分别提高了5.4%和10.0%,乙酸积累量下降了9.5%,糖酸转化率提高了4.0%.这表明外源流加1 g/L琥珀酸发酵可以提高L-色氨酸的产量,降低乙酸的积累量,提高糖酸转化率.