自养黄杆菌合成羟基丁酸和羟基戊酸共聚体的发酵研究

采用本实验室从土壤中分离到的一株自养黄杆菌进行了羟基丁酸和羟基戊酸共聚体〔P(HB-co-HV)〕的发酵试验。实验结果表明,该菌株是自养黄杆菌葡萄糖运输突变株,可以葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乙酸盐、乳酸盐和苹果酸盐作为唯一碳源,尤以葡萄糖和果糖效果最佳。硫酸铵、氯化铵和蛋白胨等不同氮源不影响其生长,却影响细胞中P(HB-co-HV)的含量和P(HB-co-HV)中HV/HB的比例。应用两阶段控制方式,经42h的补料分批发酵,细胞浓度达34.9g·L^(-1),P(HB-co-HV)浓度达25.28g·L^(-1)。细胞和P(HB-co-HV)生产速率系数分别为0.83g·L^(-1)”·h^(-1)和0.61g·L^(-1)·h^(-1)。以基质为基准的细胞得率系数(Yx/s)、产物得率系数(Yp/s)和以干细胞为基准的产物得率系数(Yp/x)分别为0.283(g/g)、0.174(g/g)和0.73(g/g)。改变培养基中碳氮源组分可将P(HB-co-HV)中HB的含量调节在24％～78％之间。

高产稳产聚羟基烷酸的重组大肠杆菌的构建

重组大肠杆菌Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉＨＭＳ１７４（ｐＴＺ１８ＵＰＨＢ） 含有携带聚羟基烷酸（ＰＨＡ） 合成基因（ ｐｈａＣＡＢ）＊＊ 的质粒ｐＴＺ１８ＵＰＨＢ，是很有潜力的ＰＨＡ 生产菌，但存在着质粒不稳定和不能合成３羟基丁酸（３ＨＢ） 与３羟基戊酸（３ＨＶ） 共聚物［Ｐ（３ＨＢｃｏ３ＨＶ）］ 的缺陷。将ＲＫ２ 质粒上的ｐａｒ ＤＥ 基因引入ｐＴＺ１８ＵＰＨＢ 构成质粒ｐＪＭＣ２ ，该质粒可以在宿主Ｅ．ｃｏｌｉＨＭＳ１７４ 中稳定遗传。将培养基中的磷酸盐浓度降至１８ ｍ ｍｏｌ／Ｌ，发现Ｅ．ｃｏｌｉ ＨＭＳ１７４（ｐＪＭＣ２） 能够以丙酸为前体合成Ｐ（３ＨＢｃｏ３ＨＶ） ，其中３ＨＶ 在共聚物中的含量为５ ％ ～８ ％ 。在５Ｌ自动发酵罐中分批补料培养Ｅ．ｃｏｌｉ ＨＭＳ１７４（ｐＪＭＣ２） ，培养基初始磷酸盐浓度为１５ ｍ ｍｏｌ／Ｌ，３０ ｈ 后每升培养液中干菌体可达４２－５ ｇ，Ｐ（３ＨＢｃｏ３ＨＶ） 占干重的７０ ％ ，其中３ＨＶ 在共聚物中的含量为４－９ ％ 。

15L气升式反应器中PHB高密度培养实验研究

在１５Ｌ气升式反应器ＰＨＢ的发酵实验中，进行了欧文氏工程菌Ｅｃｃ１３Ｂ－１的高密度培养。实验表明，在无侧孔导流筒的反应器中，发酵５３ｈ菌体密度可达５７．９ｇ／ｍＬ，并使菌体和ＰＨＢ的生产能力大为提高。发酵中维持稳定的比生长速率有利于提高菌体浓度。结果并说明ＡＬＲ较传统搅拌罐在高密度培养中更具优势。

300L气升式反应器高密度培养生产PHB实验

在３００Ｌ气升式反应器中，用欧文氏工程菌Ｅｃｃ１３Ｂ－１，以工业蔗糖为碳源，采用流加补料方式，进行高密度培养生产ＰＨＢ实验培养时间２５ｈ，最大干细胞浓度达４３９５ｇ／Ｌ。

固氮酶催化的放H2反应

以不同来源的纯化固氮酶定量地研究了在不同 pN_2(N_2分压)条件下,催化 N_2还原和 H_2释放的反应。并对两者之间的关系进行了动力学分析,得出了固氮酶催化 N_2还原和 H_2释放反应的化学计量式:N_2+(8+(8Km(N_2)/[pN_2]))(H^++e^-)→2NH_3+(1+(4Km(N_2)/[pN_2]))H_2从而提出了双位点放 H_2的模式,并合理地解释了在正常条件下,每还原1摩尔 N_2总是放出大于1摩尔 H_2,和 H_2是 N_2还原反应的竞争性抑制剂,而 N_2却是放 H_2反应的非竞争性抑制剂等难以理解的问题。