微生物发酵法生产2,3-丁二醇的研究进展

从发酵菌株、发酵底物、发酵工艺以及分离提取方法等方面概述了微生物发酵法生产2,3-丁二醇的研究进展,并讨论了2,3-丁二醇发酵过程中存在的问题,同时指出,选育理想菌株并进一步对2,3-丁二醇的生化代谢途径中不同酶的动力学行为展开针对性的研究、应用数学工具优化发酵工艺并在此基础上对2,3-丁二醇的系列衍生物进行开发应用是今后研究的重点。     

花生四烯酸高产菌株选育研究进展

花生四烯酸(arachidonic acid,AA)是一种人体必须的不饱和脂肪酸,可广泛应用于多个领域。目前,由于消费者对生物源制品的青睐,微生物发酵法成为制备AA的首选方法。微生物发酵法生产AA的核心是高产菌株的筛选,针对该问题,各国学者对其进行了一系列的研究。文章综述了近年来AA育种技术的进展和成果,着重介绍了自然选育、物理诱变、化学诱变、原生质体诱变、杂交育种这五种方法的研究现状,并对如何进一步完善AA菌种选育技术进行了探讨和展望。     

微生物发酵产赤霉素的研究进展

赤霉素为植物五大激素之一,对植物生长具有多种生理作用,如调控植物的茎干延长、种子发芽、打破种子休眠、诱导开花等。目前赤霉素已经广泛应用于农业、林业、酿造业等,具有很大经济效益和市场前景。赤霉素的工业化生产主要通过藤仓赤霉液体发酵。尽管赤霉素具有多样性的应用及巨大的经济效益,但高生产成本严重制约其广泛的应用。本文首先介绍了赤霉素的生物合成途径以及赤霉素合成基因表达的调控机制,随后重点总结了赤霉素发酵过程的菌种、营养因素、发酵参数、发酵工艺以及下游分离提纯工艺等研究进展。同时指出未来的研究重点在于利用新型的诱变方法与分子生物学方法选育高产菌株以及发酵工艺的革新,以提高赤霉素的产量,降低发酵成本,促进赤霉素的大规模应用。     

高山被孢霉菌丝形态结构及其对产花生四烯酸油脂影响的研究进展

花生四烯酸是人体必需的多不饱和脂肪酸之一,因其在食品和医药等领域有着广泛应用而得到人们越来越多的关注。当前利用高山被孢霉发酵法生产富含花生四烯酸的油脂已成为花生四烯酸的主要来源。发酵过程中,合适的菌体形态对花生四烯酸油脂的高效生产极为重要。本文总结了在高山被孢霉培养过程中,氮源、消耗的碳氮比、氨基酸、无机盐、溶氧等因素对其形态的影响,各种形态特征对花生四烯酸油脂产量的影响以及培养过程中的形态控制策略。提出以后研究工作的重点是进一步探究影响高山被孢霉形态的因素,建立与花生四烯酸油脂产量相关联的形态学参数标准,以此来指导工业生产过程中良好形态的精确控制。     

1,3-丙二醇氧化还原酶同功酶基因yqhD在肺炎克雷伯氏菌中的表达研究

以大肠杆菌(Escherichia coli)基因组为模板,PCR扩增出1,3-丙二醇氧化还原酶同功酶基因yqhD,经测序确认,将yqhD基因与四环素抗性基因TetR同时插入表达载体pUC18构建重组质粒pUC18-yqhD-TetR,重组质粒转化Klebsiella pneumoniae ME308;37℃,经1.0mmol/LIPTG诱导8h,重组肺炎克雷伯氏菌中1,3-丙二醇氧化还原酶同功酶的酶活力达到4.16U/mg,而对照菌株的酶活仅为0.62U/mg;将重组菌在摇瓶中进行微氧发酵培养,经IPTG诱导,可将60g/L甘油转化为33.8g/L1,3-丙二醇。     

2,3-丁二醇发酵过程中葡萄糖碳流分配数学模型

产酸克雷伯氏菌Klebsiella oxytoca在利用葡萄糖产2,3-丁二醇过程中,底物葡萄糖主要有7种去处:转化为生物量;通过TCA循环支路产生CO2和H2O;通过各发酵支路分别产生2,3-丁二醇、乙醇、乙偶姻、乙酸以及乳酸等代谢产物.在拟稳态假设的基础上分别利用ATP及辅酶平衡建立了该过程中葡萄糖碳流在这7条支路之间分配的数学模型,着重分析了氧气供给量对发酵过程影响的相关机制;并应用实验数据回归了模型参数,将模型预测值与实验值进行了比较.结果表明,模型预测值与实验值较吻合,该模型能较好地反映Klebsiella oxytoca发酵产2,3-丁二醇过程中葡萄糖碳流的分配规律,对利用溶氧合理控制代谢流分布具有一定的指导意义.     

生命科学与生物技术概论教学中的与时俱进探索与实践简

针对高校限选课程生命科学与生物技术概论修读学生专业背景迥异、学习积极性不高的问题,笔者结合教学实践,针对生命科学与生物技术飞速发展的现状,以及限选课程传播先进科学技术和最新科学成果的课程属性,对课程尝试改革,对教学内容实行了与时俱进的教改探索,取得了良好的教学效果。     

微生物合成2,3-丁二醇的代谢工程

2,3-丁二醇（2,3-BD）是一种重要的微生物代谢产物,广泛应用于食品、医药、化工等多个领域。微生物合成2,3-BD的效率不高一直制约着其生物制造工业化进程,应用代谢工程的理论和方法优化微生物的代谢途径有望解决这一问题。本文全面总结了近年来微生物合成2,3-BD研究过程中的菌株改造和构建技术,包括过表达合成途径中的关键酶编码基因、敲除旁路代谢途径关键酶编码基因、应用辅因子工程手段对天然菌株代谢网络进行重新设计和合理改造,以及利用合成生物学技术在模式菌株中构建全新的代谢途径,实现2,3-BD的高效生物合成。最后,本文对未来的研究方向进行了展望,提出了进一步利用先进的合成生物学方法构建高效细胞工厂的指导性建议。     

添加不同营养物质对裂殖壶菌油脂反耗期磷脂DHA含量的影响

研究油脂反耗过程中不同营养物质的添加对裂殖壶菌胞内油脂含量、油脂组分及各油脂组分中DHA含量的影响,开发一种能够有效提高胞内油脂中磷脂DHA含量的营养物质添加方法。结果表明:单营养物质添加实验发现谷氨酸钠、乙醇可以有效缓解反耗期油脂含量的降低;磷酸二氢钾、乙醇、硫酸铵可以有效提高胞内极性脂的含量;酵母膏、硫酸铵可以有效提高极性脂中DHA的含量。多种营养物质复配添加实验发现,谷氨酸钠-磷酸二氢钾复配添加效果最佳,添加后,胞内油脂含量维持在26.65 g/L,与未添加营养物质相比,提高了44.52%;其中极性脂占总油脂的49.08%,极性脂中DHA含量达到54.65%,PUFA与SFA比值为4.48。     

香料2,3-丁二酮的合成现状及展望

介绍了香料2,3-丁二酮合成的国内外研究现状,其中着重介绍了微生物发酵法生产中的菌种、工艺以及目标产物的检测方法及高产策略,并对利用微生物发酵法生产2,3-丁二酮存在的问题提出了一些解决方法,以期待减少环境压力,提高香料安全.