解纤维梭菌纤维小体的研究进展

解纤维梭菌(Clostridium cellulolyticum)是一种非反刍类中温兼性厌氧细菌,能够分泌纤维小体多酶复合物,对结晶纤维素具有高效的降解能力。纤维小体均含有最多可以结合8个酶分子的脚手架蛋白CipC,CipC的N端是由碳水化合物结合模块、8个高度同源的粘连模块和2个亲水性的X2模块组成。纤维小体复合物的所有酶组分都含有一个特殊的对接蛋白模块,能够特异性地与CipC粘连蛋白相结合。编码CipC蛋白以及9个与纤维素降解相关酶类的基因都在一个高达26kb的大基因簇上。近年来,解纤维梭菌纤维小体的相关研究不断深入,已成功设计、构建人工纤维小体,并且成功在酿酒酵母中转入、表达纤维小体。通过对现有工程菌株的代谢网络改造,可以提高生物炼制的产率、降低生产成本。

基于降解秸秆的解纤维梭菌与活性污泥的人工菌系研究

通过汽爆、粉碎2种不同预处理方法处理秸秆,并用解纤维梭菌与活性污泥所构的人工菌系对其进行降解,通过比较秸秆的降解率及人工菌系的产气率,分析不同接种顺序对发酵体系的影响。试验结果表明,先接种解纤维梭菌或同时接种解纤维梭菌和活性污泥的降解效果及产气率都要大于先接种活性污泥的菌系。

解纤维梭菌培养条件的优化

解纤维梭菌Clostridium cellulolyticum是产纤维小体的专性厌氧菌,由于其培养困难,目前仍难以实现高效培养。文中采用响应面法对产纤维小体的解纤维梭菌C.cellulolyticum高细胞密度培养的条件进行了优化。首先用Plackett-Burman实验设计对影响因素效应进行评价,筛选出的显著影响因素分别为:酵母提取物浓度、纤维二糖浓度及培养温度。之后用最陡爬坡实验设计逼近菌体最佳生长条件的区域范围。最后通过中心组合实验设计和响应面分析方法确定显著影响因素的水平和C.cellulolyticum的最优培养条件。优化后的显著影响因素酵母提取物浓度、纤维二糖浓度和培养温度分别为3 g/L、7 g/L和34℃。在最优条件下,摇瓶培养的菌体浓度OD600值由0.303提高到了0.586,增加了93.4%。在发酵罐批次培养条件下,菌体OD600值达到了3.432,比文献报道值高出了2.8倍。研究结果为C.cellulolyticum培养及应用研究提供了基础。

解纤维梭菌脱水四环素诱导的ClosTron基因打靶系统构建

【背景】解纤维梭菌是发酵木质纤维素生产乙醇的中温模式菌株,构建可控诱导的基因打靶技术是研究解纤维梭菌遗传调控的重要手段。【目的】在解纤维梭菌中构建脱水四环素诱导的ClosTron基因打靶系统。【方法】首先,分析解纤维梭菌对脱水四环素的敏感性,筛选合适的诱导剂浓度,并以β-葡萄糖苷酶为报告基因,检测其在解纤维梭菌中的诱导效果。然后,将脱水四环素诱导型操纵子与II型内含子元件组合,构建脱水四环素诱导的ClosTron质粒。最后,以解纤维梭菌mspI、ldh和ack为例,检测其在解纤维梭菌中的打靶效率。【结果】脱水四环素诱导系统在解纤维梭菌中能够诱导ClosTron元件表达,在mspI、ldh和ack这3个基因位点的打靶效率分别为29.48%±15.51%、23.61%±7.08%和28.09%±6.97%。【结论】在解纤维梭菌中成功构建脱水四环素诱导的ClosTron基因打靶系统,为梭菌基因工程改造奠定了基础。