钝齿棒状杆菌产赖氨酸突变株的选育

用N-甲基-N′-硝基—N—亚硝基胍(NTG)对钝齿棒状杆菌(Corynebacterium crenatum)W L1.0245进行了诱变处理,获得了高丝氨酸、蛋氨酸、亮氨酸及丙氨酸营养缺陷型和S-(2-氨基乙基)-L-半胱氨酸(AEC)抗性突变株,并经摇瓶筛选出几株能产生L-赖氨酸的钝齿棒状杆菌AEC抗性株、高丝氨酸缺陷型株和高丝氨酸缺陷型兼AEC抗性突变株。TR-275菌株(Thr~-AECr)在筛选培养基中发酵累积L-赖氨酸盐酸盐25.6mg/ml(对葡萄糖的转化率25.6%)。     

谷氨酸棒状杆菌合成L-高丝氨酸的代谢改造与发酵条件探究

目的:本研究以谷氨酸棒状杆菌ATCC 13032为底盘细胞,构建1株L-高丝氨酸合成菌株并分析溶氧环境对其产物合成的影响。方法:首先通过外源添加0～40 g/L的L-高丝氨酸分析谷氨酸棒状杆菌的产物耐受性;随后,通过基因thrB敲除阻断L-高丝氨酸的降解途径,获得谷氨酸棒状杆菌重组菌H1;在此基础上利用挡板摇瓶进行细胞培养以增强发酵过程中氧气供给能力。结果:与大肠杆菌相比,谷氨酸棒状杆菌对L-高丝氨酸具有更强耐受性。研究中通过敲除基因thrB构建了L-苏氨酸缺陷型谷氨酸棒状杆菌重组菌H1,发现基础培养基中加入0.5 g/L的L-苏氨酸后,该重组菌生长恢复正常水平。挡板摇瓶条件下重组菌H1的L-高丝氨酸产量增加至836.7 mg/L,较普通摇瓶产量44.6 mg/L提高了17.76倍。结论:通过阻断L-苏氨酸的合成,成功构建L-高丝氨酸合成菌株谷氨酸棒状杆菌H1,并且发现利用挡板摇瓶增强发酵过程中供氧能力是促进谷氨酸棒状杆菌高效合成L-高丝氨酸的有效手段,为后续提高L-高丝氨酸发酵产量提供了参考。     

文摘专栏

用甘油营养缺陷型菌株发酵生产L一谷氨酸(YW)--天津轻工学院食工系;1972,9P本文是研究由正--石蜡生产L一谷氨酸的条件的报告。为了大量生产L-谷氨酸,本试验对用甘油营养缺陷型菌株积累L-谷氨酸的条件作了各种研究。试验的菌株是:使用了解烷棒杆菌(Corynebacterium alkanolyti－cum)No．314和以此为原菌通过N-甲基-     

谷氨酸棒杆菌L-色氨酸营养缺陷型突变 及其高产菌株的选育

目的以谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)HX-22为出发菌株,研究了目标发酵产物L-色氨酸合成途径交叉反馈抑制途径代谢突变与色氨酸分解代谢类似物抗性的营养缺陷型突变诱导过程及L-色氨酸高产复合突变菌株的筛选。方法采用硫酸二乙酯、紫外线、钴60γ-射线等诱变方法交叉处理起始与突变菌株,通过营养缺陷表型和自杀代谢底物抗性的筛选方法,定向突变和选育L-色氨酸合成与分解代谢突变的色氨酸高产菌株。结果通过多次连续营养缺陷型诱变选育,筛选出一株具有分支酸-Trp/Phe/Tyr代谢途径L-Phe和L-Tyr合成缺陷型和L-Trp分解代谢自杀代谢底物抗性的L-色氨酸高产菌HX22-118(ΔPhe~--ΔTyr~--5FT~r-4FP~r-SG~r);通过连续传代10次发酵,色氨酸产酸最高达到28.4 g/L,平均27.1g/L,较出发菌株HX22产酸水平提高81.8%。结论选育出的高产菌株具有多重代谢途径突变(ΔPhe~--ΔTyr~--5FT~r-4FP~r-SG~r),突变体具有良好的遗传稳定性,具有后续工业化生产应用潜力。     

里氏木霉RL-P37尿嘧啶营养缺陷型菌株的构建

里氏木霉（Trichoderma reesei） RL-P37作为纤维素酶高产菌,被广泛地应用在工业蛋白的生产过程.从基因水平对工业菌株进行分子改造已经成为提升工业菌株生产性状的重要手段.因此,亟需构建适用于基因敲除以及外源蛋白表达的营养缺陷型菌株,特别是可用于基因无痕敲除的尿嘧啶营养缺陷型菌株.本研究以潮霉素为标记,成功构建了里氏木霉RL-P37尿嘧啶营养缺陷型菌株,并得到Southern验证.该菌株在含有1.5 mg/mL 5-氟乳清酸、2 mg/mL尿苷的MM培养基中可以正常生长,并且在不含有尿苷的MM培养基上不能生长.此外,利用粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）的pyr4基因对该突变体进行了回补.里氏木霉RL-P37尿嘧啶营养缺陷型菌株的构建为该菌纤维素酶表达和分泌的机理研究以及后续产酶性能分子改造奠定了物质基础.     

苯丙氨酸生物合成关键酶基因pheA与aroF协同表达

目的:优化L-苯丙氨酸生物合成通路上的关键酶基因pheA、aroF的蛋白表达,构建高产L-苯丙氨酸的工程菌株。方法:通过设计酶基因的间隔调控序列,分别构建重组质粒pZE12-RBS-AF和pZE12-AF,SDS-PAGE观察蛋白表达量,转入营养缺陷菌MGΔ中构建工程菌,并发酵培养。结果:工程菌MGΔpZE12-AF苯丙氨酸的产量比工程菌MGΔpZE12-RBS-AF高1倍,实现了L-苯丙氨酸生物合成关键酶基因pheA和aroF协同,匹配表达。结论:调整串联酶基因之间的间隔调控序列可实现苯丙氨酸合成酶基因的协同表达,提供了一种新的提高苯丙氨酸工程菌产量的方法。     

谷氨酸棒杆菌人工核糖体结合位点(RBS)文库的建立与应用

核糖体结合位点(ribosome binding site, RBS)是一种重要的生物控制元件，是实现基因表达精细调控的重要工具，在微生物代谢工程和合成生物学中具有广泛的应用。谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)是一种重要的工业微生物，被广泛应用于多种氨基酸和有机酸的工业化发酵生产。然而目前，关于谷氨酸棒杆菌RBS元件文库的报道仍然较少。该研究基于谷氨酸棒杆菌RBS序列基本特征，设计构建了一个随机RBS文库。利用流式细胞分选技术和96孔板筛选技术，建立了RBS文库高通量筛选方法。通过2步筛选，构建了一个调控范围广，覆盖范围均匀的人工RBS元件文库，调控范围达到29.04倍。利用α-淀粉酶表达系统对构建的人工RBS文库进行测试和表征，结果表明人工RBS文库具有较高的稳定性和通用性。随后该研究将人工RBS文库应用于L-高丝氨酸生物合成途径的调控优化。利用不同强度RBS元件对L-高丝氨酸合成途径关键酶LysC^r和Hom^r进行精细表达调控，获得了具有高效L-高丝氨酸合成能力的最佳组合，L-高丝氨酸产量到达12.7 g/...     

谷氨酸棒杆菌ATCC 14067中L-精氨酸合成途径关键酶的过表达对L-精氨酸合成的影响

谷氨酸棒杆菌中与精氨酸合成相关的酶主要是由2个操纵子基因簇argCJBDFR和argGH编码合成。此外,在L-精氨酸合成途径的前体物谷氨酸和氨甲酰磷酸的合成中,由gdh、icd、gltA、carAB 4个基因分别编码的谷氨酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、柠檬酸合酶、氨甲酰磷酸合成酶是谷氨酸和氨甲酰磷酸合成的关键酶。研究以解除了L-精氨酸的别构抑制作用的谷氨酸棒杆菌为出发菌株,利用3种不同抗性的表达质粒分别对这些关键酶的编码基因进行串联共表达。在最终得到的13个菌株中,L-精氨酸产量最高的菌株是出发菌株L-精氨酸产量的6.23倍,这表明串联过表达菌株L-精氨酸合成途径中,不同节点关键酶的编码基因可以更有效地提高菌株中L-精氨酸的产量,为进一步改造L-精氨酸的合成途径、优化L-精氨酸的产量奠定了基础。     

L-2-氨基丁酸大肠杆菌生产菌株的构建

L-2-氨基丁酸作为新型药物的关键手性前体,在化工和制药行业应用广泛。该文以1株生产L-苏氨酸的大肠杆菌(Escherichia coli) THRD为出发菌株,逐步延伸代谢途径,构建了L-2-氨基丁酸高产菌株。首先,分别把苏氨酸脱水酶编码基因ilv A2和ilv A4在THRD中过表达,菌株THRD/p Trc99a-ilv A2在5 L发酵罐中分批补料发酵,2-酮基丁酸积累量达到18 g/L。然后,分别与ilv A2串联表达酪氨酸转氨酶、谷氨酸脱氢酶和亮氨酸脱氢酶编码基因tyr B、gdh和bcdBS,将L-2-酮基丁酸转化为L-2-氨基丁酸,菌株THRD/p Trc99a-bcdBS-ilv A2的L-2-氨基丁酸产量达到19 g/L。最后,研究了阻断L-苏氨酸输出途径对发酵的影响,菌株THRDΔrht C/p Trc99a-bcdBS-ilv A2的L-2-氨基丁酸产量提升至22 g/L。因此,通过代谢途径延伸可以有效地将L-苏氨酸生产菌株转变为L-2-氨基丁酸生产菌株。该研究为L-2-氨基丁酸高产菌株的构建奠定了基础,且对其他延伸代谢途径获得新产品的代谢工程研究提供了参考。     

色氨酸转运系统改造对大肠杆菌产L-色氨酸的影响

近年来,转运系统改造已经成为氨基酸菌株菌种改良的重要手段。本研究以工业生产菌Escherichia coli MT-01/p Trp-01为出发菌株,首先利用Red重组技术,在菌株MT-01/p Trp-01基因组上敲除了色氨酸吸收基因mtr,发酵结果表明,敲除敲除突变菌的L-色氨酸产量达到35.87 g/L,与出发菌株E.coli MT-01/p Trp-01相比提高了32%;在此基础上,进一步考察了三种不同启动子(Pr,Ptac,Pser A)控制下L-色氨酸分泌基因ydd G的差异表达对菌体生长及菌株产L-色氨酸的影响。结果表明,当采用组成型启动子tac时,ydd G基因的过表达菌株L-色氨酸的产量为41.01 g/L,比mtr敲除菌株E.coli MT-11/p Trp-01的产量提高了14.3%,当采用温度诱导型启动子Pr调控ydd G基因表达时,L-色氨酸的产量与mtr敲除菌株E.coli MT-11/p Trp-01的产量相比提高了9.3%,L-色氨酸的产量达到了39.22 g/L;而采用基因ser A的天然启动子调控ydd G表达时,菌体的生长受到了明显抑制,L-色氨酸产量仅有27.1 g/L的色氨酸。综上,大肠杆菌基因mtr的敲除和基因ydd G的过表达均可以有效提高工程菌株生产色氨酸的能力。     

重组人汗腺抗菌素蛋白的异源可溶表达、发酵优化及分离纯化研究

目的:实现人汗腺抗菌素（Dermcidins,DCD-1L）的原核异源可溶表达,并进行纯化及活性分析。方法:首先检索NCBI确定人DCD-1L的序列,构建载体并转化E. coli ER2566,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷诱导表达后,进行SDS-PAGE电泳进行鉴定。其次,通过单因素实验,对不同温度、转速和补料速度等发酵条件进行研究与优化,根据DCD-1L蛋白特性优化蛋白纯化工艺。最后采用质谱和牛津杯法对纯化的蛋白进行分子量和抗菌活性鉴定。结果:经SDS-PAGE凝胶检测,在上清中分子量处检测到条带,证明采用原核表达系统可实现人DCD-1L的可溶表达;通过单因素实验获得最佳DCD-1L的发酵条件为:37 ℃培养,转速400 r/min,开启蠕动泵以50 mL/30 min补料速度自动加入发酵罐中;研究还建立了包括超滤、Q柱洗脱和分子筛在内的一整套优化的蛋白纯化工艺,获得的产品纯度大于96%,总回收率18.4%;最后,通过牛津杯法检测,纯化的重组人DCD-1L在浓度为50 μg/mL时,对表皮葡萄球菌这类革兰氏阳性菌较大肠杆菌具有更明显的抑菌活性。结论:本研究对重组人DCD-1L蛋白实现了原核可溶表达,并建立了稳定可靠的发酵、纯化工艺,并进行了初步的抗菌活性鉴定,为后续重组人DCD-1L蛋白的应用研究奠定了基础。     

一株黄色短杆菌基因工程菌株的构建及其L- 缬氨酸积累

从谷氨酸棒杆菌模式菌株C. glutamicum ATCC13032 中克隆出L- 缬氨酸合成途径上的限速酶--乙酰羟酸合酶编码基因ilvBN。对ilvBN 进行定点突变,获得其抗反馈抑制突变型ilvBNr。以大肠杆菌- 黄色短杆菌穿梭表达载体pDXW-10 为基础,构建重组质粒pDXW-10-ilvBNr,并转化野生型黄色短杆菌B. flavum ATCC14067,获得工程菌株ATCC14067/pDXW-10-ilvBNr。3L 罐发酵实验结果显示：在野生型菌株发酵液中检测不到L- 缬氨酸积累,而工程菌株发酵液中L- 缬氨酸积累达5.0g/L。     

低产尿素黄酒酵母工程菌的酿造特性

为考察酵母工程菌在黄酒酿造过程中的发酵性能及其降低发酵液中尿素和氨基甲酸乙酯(ethyl carba-mate,EC)的能力,以前期构建的降低黄酒中尿素和EC效果最好的酵母工程菌N85^DUR1,2-c为研究对象,利用单因素试验考察黄酒发酵工艺对其降低发酵液中尿素和EC能力的影响,并对其在生产试验过程中的发酵性能进行研究。结果表明,酵母接种量、发酵温度以及麦曲添加量等工艺参数对工程菌N85^DUR1,2-c低产尿素和EC的性能没有明显的影响,且含量低于亲本菌株。50 kL生产试验表明,工程菌N85^DUR1,2-c所酿黄酒中理化指标含量正常,符合黄酒国标的要求。而N85^DUR1,2-c发酵液中尿素和EC的含量分别为(2.4±0.2)mg/L和(14.9±0.6)μg/L,较亲本菌株分别降低了90.7%和54.6%,且贮存过程中EC含量增加缓慢。说明酵母工程菌N85^DUR1,2-c在不改变黄酒优良品质的前提下,能够显著地降低发酵液中尿素的含量,可以从根源上减少黄酒中EC的积累,提高饮用...     

重组海藻糖合酶工程菌高密度发酵条件的研究

目的:通过对前期构建的海藻糖合酶基因工程菌进行高密度发酵的研究,获得了其高密度工艺条件。方法:采用摇瓶发酵和10L自控罐高密度发酵研究了培养基、pH、发酵方式对工程菌生长及目的蛋白表达的影响,并考察了工程菌中重组质粒的遗传稳定性。结果:海藻糖合酶基因工程菌高密度发酵的培养基为2YT+0.2%葡萄糖,最适pH为7.0,发酵方式为分批补料,通过10L自控罐高密度发酵最终得到的工程菌细胞密度达到了50.78g/L,酶活达到了3.197U/mL。所构建的重组质粒在宿主中得到了稳定遗传。结论:优化了海藻糖合酶基因工程菌高密度发酵的条件,为海藻糖规模化生产奠定了基础。     

高温混菌发酵生产果胶酶的研究

为了降低底物抑制效应,提高黑曲霉产果胶酶的能力,在黑曲霉发酵过程中引入酒精酵母,成功构建了黑曲霉GJ-2与酒精酵母J-1混菌发酵生产果胶酶的体系,确定了酒精酵母的最佳接入时间和最佳接入量分别为12h和5mL/50mL,并对其产酶条件进行响应面优化,实验中发现高温对产酶有促进作用,确定最佳产酶条件为:橙子皮29.3g/L,麸皮30.0g/L,硫酸铵11.8g/L,吐温-802.0g/L,发酵温度34.1℃,在此条件下果胶酶酶活为188.12U/mL,比黑曲霉单一体系发酵生产果胶酶提高了63.6%。     

Characterization and Distribution of Lactobacilli during Lactic Fermentation of Okra (Hibiscus esculentus)

The distribution and identification of lactobacilli during fermentation of okra were studied. Fermentation characteristics of lactobacilli isolated on MRS agar at 30°C under anaerobic conditions were presented using the API 50 CHL system. The phenogram constructed by an unweighted, pair group, arithmetic average, linkage method and by use of the Jacquard similarity coefficient (1-Sj) was used to identify nine phena. The studies showed five homolactic species initially (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei subsp. pseudoplantarum, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus leichmannii, Lac-tobacillus salivarius subsp. salicinius) and two heterolactic species (Lactobacillus cellobiosus and Lactobacillus brevis). After 24 hr fermentation, the majority of the isolated strains were L. cellobiosus. During the final stage of fermentation L. plantarum strains dominated.     

植物乳杆菌发酵萝卜干品质变化分析

为加快发酵速率,降低产品亚硝酸盐含量,并提高产品品质,本研究以萝卜干为原料,分别接种植物 乳杆菌L4（Lactobacillus plantarum L4）和植物乳杆菌B5（L. plantarum B5）,并以自然发酵为对照,萝卜干 发酵时间为56 d,研究L4和B5对萝卜干品质的影响。结果表明：L4、B5和自然发酵pH值降低的速率依次为： L4＞B5＞自然发酵。亚硝酸盐含量随着发酵时间的延长先增加后减小,其中L4发酵在22 d左右出现亚硝酸盐 峰,峰值为（3.23±0.17）mg/kg,B5和自然发酵在33 d左右出现亚硝酸盐峰,峰值分别为（2.04±0.12）mg/kg和 （3.79±0.25）mg/kg（P＜0.05）。挥发酯含量、游离氨基酸含量都随着发酵时间的延长呈上升趋势。L*、b*随着 发酵时间的延长呈下降趋势,而a*随着发酵时间的延长呈上升趋势。发酵结束时,L4、B5和自然发酵感官评分别 为88.7±2.56、81.8±1.49和74.1±3.88。由此表明,植物乳杆菌L4和B5可以缩短萝卜干的发酵周期,提高萝卜干安 全性和品质,其中L4表现比B5好。     

Efficient production of L‐lactic acid by Crabtree‐negative yeast Candida boidinii

Industrial production of L ‐lactic acid, which in polymerized form as poly‐lactic acid is widely used as a biodegradable plastic, has been attracting world‐wide attention. By genetic engineering we constructed a strain of the Crabtree‐negative yeast Candida boidinii that efficiently produced a large amount of L ‐lactic acid. The alcohol fermentation pathway of C. boidinii was altered by disruption of the PDC1 gene encoding pyruvate decarboxylase, resulting in an ethanol production that was reduced to 17% of the wild‐type strain. The alcohol fermentation pathway of the PDC1 deletion strain was then successfully utilized for the synthesis of L ‐lactic acid by placing the bovine L ‐lactate dehydrogenase‐encoding gene under the control of the PDC1 promoter by targeted integration. Optimizing the conditions for batch culture in a 5 l jar‐fermenter resulted in an L ‐lactic acid production reaching 85.9 g/l within 48 h. This productivity (1.79 g/l/h) is the highest thus far reported for L ‐lactic acid‐producing yeasts. DDBJ/EMBL/GenBank nucleotide database with Accession Nos. AB440630 and AB440631. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

特基拉芽孢杆菌L-天冬氨酸α-脱羧酶的异源表达及高密度发酵

L-天冬氨酸α-脱羧酶（L-aspartate α-decarboxylase,PanD）能选择性脱去L-天冬氨酸的α-羧基生成β-丙氨酸,具有重要的工业应用价值。以特基拉芽孢杆菌（Bacillus tequilensis）PanD37的基因组为模板,扩增PanD表达基因panD,构建表达质粒pET32a（＋）-panD,转入Escherichia coli BL21（DE3）成功实现异源表达。利用摇床和发酵罐优化培养条件实现高密度发酵,确定最佳培养条件为：37?℃培养8?h,加入终浓度0.5?mmol/L的异丙基硫代-β-D-半乳糖苷（isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside,IPTG）降温至26?℃诱导,采用葡萄糖为碳源并控制初始质量浓度为5?g/L,发酵过程中采用pH-stat方式补料。在此基础上利用5?L发酵罐进行发酵产酶,酶活力最高可达1?109.8?U/mL,OD600?nm达到106.3。全细胞催化100?g/L?L-天冬氨酸,反应10?h物质的量转化率为99.2%。构建的重组菌经发酵优化后具有较高的细胞浓度和PanD活力,为生物法β-丙氨酸的工业化生产与应用提供理论支持。