以葡萄糖为原料结合生物发酵与化学合成制备酮泛解酸

D-泛酸(维生素B5)是一种重要的维生素,在饲料、化妆品和制药行业均有广阔的市场。酮泛解酸是泛酸生物合成途径的中间体,易内酯化为酮基泛解酸内酯,后者可立体选择性地转化为D-泛解酸,并进一步用于D-泛酸的生产。本工作提供了一种采用α-酮基异戊酸与甲醛经羟醛反应合成酮泛解酸的新方法。其中,反应物α-酮基异戊酸可由葡萄糖原料经发酵法生产。结果表明,以葡萄糖为碳源,经克雷伯氏肺炎杆菌发酵能高水平生产D-泛酸生物合成途径的关键前体—α-酮基异戊酸。采用商品α-酮基异戊酸开发一种新型的酮泛解酸合成方法;分析合成反应机理,确定总反应级数为1.87;经条件优化确定酮泛解酸合成反应的最佳pH=13,最佳温度为45℃,此条件下酮泛解酸转化率达83.5%。调节酮泛解酸溶液pH至强酸性,有助于其内酯化合成酮基泛解酸内酯。之后采用前述优化的方法,由流加发酵制备的25.2 g/L α-酮基异戊酸合成酮泛解酸19.9 g/L。最后通过异丁醇萃取、活性炭脱色、浓缩结晶方法进行产物提纯,调节酮基泛解酸内酯溶液pH在7~10范围内可使其开环转化回酮泛解酸。最终得到酮泛解酸及其内酯的纯品。本研究建立了以葡萄糖为原料通过α-酮基异戊酸中间体生产酮泛解酸的方法。该方法结合生物发酵和化学合成过程,采用廉价原料,具有绿色高效的特点,有望用于工业化生产泛酸。     

Rcs信号系统对克雷伯氏肺炎杆菌荚膜合成的影响

克雷伯氏肺炎杆菌是一种重要工业微生物,菌细胞表面具有荚膜结构,荚膜对于菌株的生理特性和工业应用具有重要的影响。Rcs磷酸化信号系统是一种对菌株荚膜合成具有调控作用的信号系统。利用Red同源重组技术,分别构建了基因rcsA, rcsB缺失的菌株,还构建了基因rcsA, rcsB单独过表达的菌株。这些菌株的生理特性的研究结果表明,rcsA及rcsB基因的缺失会显著降低荚膜合成水平,进而提高外源DNA的转化细胞的效率。rcsA及rcsB缺失菌株分别在以葡萄糖和甘油为碳源的培养基中培养时,菌体更易从发酵液中进行分离,主要代谢产物2,3-丁二醇和1,3-丙二醇的产量均有少量提高。rcsA和rcsB基因的过表达均抑制菌株生长,降低外源DNA的转化细胞的效率。相对于野生菌,过表达的菌胞外多糖的含量提高,发酵液的黏度增加,rcsA过表达菌株胞外多糖的含量达到了10.33 g/L,是野生菌的5倍。通过调控rcsA及rcsB基因的活性可调控菌株荚膜多糖的合成,进而影响菌株细胞沉降、代谢物合成、胞外多糖含量等多方面的生理特性。