系统代谢工程改造谷氨酸棒杆菌高产L-丙氨酸

L-丙氨酸是一种重要的天然氨基酸,广泛应用于医药、食品、饲料等领域。目前,L-丙氨酸主要通过大肠杆菌来生产,开发安全、工业稳定的谷氨酸棒杆菌生产菌株具有重要的意义。该研究筛选了外源丙氨酸脱氢酶,在不以其他氨基酸为氨基供体的条件下高效率合成L-丙氨酸。强化非磷酸转移酶系统(phosphotransferase system,PTS)葡萄糖摄取途径,极大地促进了细胞的生长和L-丙氨酸的合成。引入异源Entner-Dondoroff途径,通过4步反应即可实现糖酵解途径10步反应供应前体物丙酮酸,进一步提高了L-丙氨酸的产量。此外,为了避免抗生素的使用和保证菌株的遗传稳定性,将关键基因整合到基因组上。最终工程菌株在5 L发酵罐发酵48 h产生104 g/L L-丙氨酸。该研究为利用谷氨酸棒杆菌工业化生产L-丙氨酸奠定了基础,同时为其他丙酮酸族产品的代谢工程研究提供了参考。

玉米浆在发酵工业中的应用及研究进展

玉米浆是生产玉米淀粉时产生的副产物,是最廉价的有机氮源。玉米浆含有大量的氨基酸、维生素和生长因子,能促进细胞生长,提高发酵产酸和糖酸转化率,在生物工程、发酵工程、制药和饲料添加剂等领域发挥了重要作用。为了有效地利用玉米浆,利用绿色环保的生产工艺,发挥其最大经济效益,分析了玉米浆中所含营养物质的主要成分、含量和特点,探讨了玉米浆的制备流程、在氨基酸代谢、微生物发酵饲料以及青霉素制备的最新应用和研究进展。

有机氮源及其在微生物发酵中的应用

随着生物技术的不断发展,利用微生物发酵生产人们日常所需的产品已经成为主流趋势,微生物生长所需的营养物质也得到全面深入的研究。氮源是微生物生长不可或缺的营养物质,一般分为无机氮源和有机氮源。主要阐述了酵母浸粉、蛋白胨和玉米浆等应用最为广泛的有机氮源的特性及其在微生物发酵中的应用,引出了复合氮源的概念及优势,深入研究了复合氮源的组分及其应用前景。最后对有机氮源在微生物发酵中的影响进行了总结。

微生物制品营养和保健功能的研究

随着我国国民健康意识的提升,饮食营养越来越受到政府和人们的重视。微生物制品包括食用菌、菌体蛋白、发酵食品以及益生菌剂等,不仅具有独特的风味,还含有丰富且易吸收的营养物质。此外,微生物制品还提供了多种对人体有益的生理活性物质,这类物质能够调整人体代谢,有助于改善机体消化、神经和免疫系统,从而增强机体免疫力,并且可以预防和治疗某些疾病。对常见的微生物制品及其对人体的营养价值和保健功效进行了介绍,并对我国微生物制品的市场现状和发展趋势进行了简单介绍和讨论。

高产L-精氨酸谷氨酸棒状杆菌的构建

以产L-精氨酸诱变菌株谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)AJC为出发菌株,采用基因组编辑技术对其进行改造。首先,敲除阻遏蛋白ArgR和FarR,解除反馈阻遏作用;然后,敲除乳酸脱氢酶编码基因ldh和整合鸟氨酸乙酰转移酶编码基因argJ,阻断乳酸合成途径和增加前体物;最后,敲除谷氨酸分泌蛋白编码基因NCgl1221和整合乙酰谷氨酸激酶基因argB,减弱L-谷氨酸的胞外分泌,筛选一株L-精氨酸高产菌株。结果表明,获得一株高产L-精氨酸菌株AJC-4(C. glutamicum AJCΔargRΔfarRΔldh::PtufargJ ΔNCgl1221::PsodargB),该菌株在5 L发酵罐中发酵64 h后,L-精氨酸产量和糖酸转化率分别为78.0 g/L和0.38 g/g,较出发菌株AJC分别提高21.9%、18.8%;副产物乳酸和L-谷氨酸积累量分别为0.11 g/L、0.16 g/L,较出发菌株AJC分别降低96.8%、96.1%。

黄嘌呤和谷氨酰胺对枯草芽孢杆菌XGL产腺苷的影响

该研究以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)XGL为出发菌株,探究黄嘌呤和谷氨酰胺添加量及添加方式对其产腺苷的影响。结果表明,底物中添加100 mg/L黄嘌呤并在发酵16 h后持续向发酵液中流加3 g/L的黄嘌呤溶液200 m L可使腺苷产量达到34.4 g/L,相比于不流加黄嘌呤时腺苷产量(11.2 g/L)提高207%。在此基础上,再向底物中添加6 g/L谷氨酰胺,发酵32 h之后持续向发酵液中流加6 g/L的谷氨酰胺,腺苷产量达到45.8 g/L,相比于不添加谷氨酰胺腺苷产量(34.4 g/L)提高33%。因此,在B. subtilis XGL发酵过程中,可以通过底物添加和流加补料的发酵方式加入一定量的黄嘌呤和谷氨酰胺以提高腺苷产量。