短乳杆菌生产γ-氨基丁酸培养基的优化

γ-氨基丁酸(GABA)也称氨酪酸,是一种重要的抑制性神经递质,它参与多种代谢活动,具有很高的生理活性。本实验采用单因素、正交设计和SAS响应面分析的方法对以MRS为基础的GABA发酵培养基进行了优化,确定了葡萄糖为最适碳源,黄豆粉和玉米浆为混合氮源,并确定了葡萄糖、黄豆粉和玉米浆的最佳发酵培养基添加量,使GABA产量达到了27.12g/L,比原始培养基的14.03g/L提高了93.30%。

产γ-氨基丁酸菌株的分离和选育

从市售的酸菜中分离得到1支γ-氨基丁酸产量为16 g/L的菌株F。经形态学观察、生理生化试验和16S rDNA序列测定对比,最终确定菌株F为短乳杆菌,并命名为Lactobacillus brevisTCCC13007,经硫酸二乙酯和氯化锂混合诱变17 min后,正突变率为30%,致死率大于95%。采用含有50 g/L GABA的GYP平板初筛,发酵复筛后,得到1支产量为24 g/L的菌株F1。连续传代8次,产量稳定。比出发菌株产量提高了50%。

产L-乳酸的运动发酵单胞菌代谢工程菌株的构建

以运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)CP4基因组DNA为模板,采用PCR技术克隆得到其丙酮酸脱氢酶基因(pdc)同源下游p3片段,并连接到广谱宿主载体pBBR1MCS3-Ppdc-ldhL中构建了重组质粒pBBR1MCS3-Ppdc-ldhL-p3,将此重组质粒转化到受体菌Z mobilis CP4中,分别以Ppdc和p3片段作为同源上游和下游片段,利用同源双交换重组技术将重组质粒中的ldhL基因置换了Z.mobilis染色体中的pdc基因,得到重组菌株Z.mobilis CP4(△pdc::ldhL)。测得重组菌株乳酸产量为10.8g/L,明显高于出发菌株,说明初步成功构建了产L-乳酸的运动发酵单胞菌代谢工程菌株。

产异丁醇关键基因在大肠杆菌中表达的研究

【目的】改造大肠杆菌缬氨酸合成途径,使其能够代谢合成异丁醇。【方法】将乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)1.2829的2-酮异戊酸脱羧酶基因(kivD)和醇脱氢酶基因(adhA)串联克隆到大肠杆菌DH5α宿主中表达。【结果】经过改造的宿主菌发酵24 h后异丁醇产量为0.12 g/L。酶活测定实验发现,kivD和adhA基因在宿主菌中均得到表达,但由于KivD的低表达量导致宿主菌最终的异丁醇合成能力偏低。通过研究温度和pH对KivD和AdhA酶活的影响,最终选定二者的最适温度为30°C,最适pH为6.5。【结论】通过向宿主菌导入外源异丁醇合成基因能够改造其自身代谢途径,从而合成异丁醇。