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生物基1,6-己二醇的全细胞催化及其过程强化 被引量：1
1
作者 李沂馨 毛银 +2 位作者 刘伟 李国辉 邓禹 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第5期8-14,共7页
1,6-己二醇广泛应用于聚酯多元醇和UV固化材料等领域,然而传统化学合成主要被国外垄断,技术壁垒较高,碳中和背景下生物基己二醇的制备得到了广泛的关注。该研究旨在利用生物基己二酸为原料,通过元件适配组装在大肠杆菌中构建高效的己二... 1,6-己二醇广泛应用于聚酯多元醇和UV固化材料等领域,然而传统化学合成主要被国外垄断,技术壁垒较高,碳中和背景下生物基己二醇的制备得到了广泛的关注。该研究旨在利用生物基己二酸为原料,通过元件适配组装在大肠杆菌中构建高效的己二醇合成路径,并结合发酵强化以提高生物基1,6-己二醇产量及其转化率。通过挖掘醛酮还原酶同工酶,并与来源于Mycolicibacterium smegmatis MC2155的羧酸还原酶进行适配组装,构建最优发酵工程菌株,相较原始菌株,1,6-己二醇的产量提高了6.4倍达到61.8 mg/L。在此基础上,开展发酵强化研究,确定了最优条件为TB培养基、底物质量浓度10 g/L、诱导时间2.5 h、初始糖质量浓度8 g/L,此时1,6-己二醇的产量达到818.16 mg/L,相较于初始菌株提高了84.7倍,转化率达到85%。该研究为1,6-己二醇的生物合成提供了新的思路。 展开更多
关键词 1 6-己二醇 生物法合成 羧酸还原酶 醛酮还原酶 发酵优化
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代谢工程改造大肠杆菌从头合成乙酸苄酯
2
作者 可琴 张翠英 +1 位作者 殷华 刘涛 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第9期1-8,共8页
茉莉花香因其独特的芬芳深受人们喜爱。乙酸苄酯作为茉莉花香味的核心成分,在食品、化妆品和制药等行业具有广泛的应用。目前,乙酸苄酯的生产严重依赖化学合成。该研究在大肠杆菌中创建了乙酸苄酯的从头合成途径,通过微生物发酵实现以... 茉莉花香因其独特的芬芳深受人们喜爱。乙酸苄酯作为茉莉花香味的核心成分,在食品、化妆品和制药等行业具有广泛的应用。目前,乙酸苄酯的生产严重依赖化学合成。该研究在大肠杆菌中创建了乙酸苄酯的从头合成途径,通过微生物发酵实现以甘油为碳源合成乙酸苄酯。首先,该研究采用模块化方法,在BL21(DE3)中协同表达9种功能酶,构建了乙酸苄酯合成途径,获得菌株BZ04,通过两相发酵法实现从头合成(85.55±10.85)mg/L乙酸苄酯;然后,通过优化筛选不同来源的合成途径关键酶酰基转移酶,提高了乙酸苄酯产量。并在摇瓶发酵水平,优化了培养基中碳源、添加增溶剂以及增加O 2的供应等发酵培养条件,进一步提高了乙酸苄酯产量。最后,在最佳发酵条件下,获得的工程菌株BZ05在摇瓶发酵水平,以甘油为简单碳源,合成了(592.22±36.95)mg/L的乙酸苄酯,相较于起始,乙酸苄酯产量提高了7倍。该研究实现了微生物发酵法从头合成乙酸苄酯,为乙酸苄酯的合成提供了一种绿色、可持续的生产方法。 展开更多
关键词 大肠杆菌 乙酸苄酯 苯乙烯 S-扁桃酸 酰基转移酶 两相发酵
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基于高通量的途径优化适配策略强化己二酸生物合成
3
作者 刘爽 赵运英 +1 位作者 周胜虎 邓禹 《微生物学报》 北大核心 2025年第8期3765-3781,共17页
【目的】己二酸是尼龙66和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯[poly(butylene adipate-coterephthalate),PBAT]等塑料的主要单体,具有巨大的市场规模。本研究旨在探索己二酸生物合成途径中各基因的最佳表达水平。【方法】通过梯度强度组成型... 【目的】己二酸是尼龙66和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯[poly(butylene adipate-coterephthalate),PBAT]等塑料的主要单体,具有巨大的市场规模。本研究旨在探索己二酸生物合成途径中各基因的最佳表达水平。【方法】通过梯度强度组成型启动子对己二酸合成途径的基因表达水平进行随机组合调控,并利用基于己二酸生物传感器的高通量筛选技术筛选出最优组合菌株。随后,对发酵培养基种类、碳源、金属离子及相应前体物质添加进行了优化。【结果】筛选得到的最优组合菌株为大肠杆菌(Escherichia coli)MG1655Δ8-D47,其己二酸产量为431.32 mg/L。经发酵优化后己二酸摇瓶产量达550.34 mg/L,较对照组Z1菌株提高了134%。【结论】本研究表明微生物合成己二酸的代谢途径不平衡是限制其产量提高的主要因素。 展开更多
关键词 己二酸 高通量筛选 逆己二酸降解途径 启动子 代谢平衡
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基于培养基消耗分析的赤藓糖醇生产工艺优化
4
作者 丁永志 胡悦 +3 位作者 卢慧芳 李建军 伍业旭 王建彬 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第18期136-142,共7页
培养基是影响赤藓糖醇生产技术水平的重要因素。该研究旨在基于培养基的优化,完成发酵工艺的优化,以实现赤藓糖醇生产技术水平的提高。通过培养基消耗分析技术了解脂耶氏酵母在发酵过程中对氮、磷、硫的需求评估,优化了磷源和氮源添加方... 培养基是影响赤藓糖醇生产技术水平的重要因素。该研究旨在基于培养基的优化,完成发酵工艺的优化,以实现赤藓糖醇生产技术水平的提高。通过培养基消耗分析技术了解脂耶氏酵母在发酵过程中对氮、磷、硫的需求评估,优化了磷源和氮源添加方案,基于优化方案开发了批次补糖发酵工艺。研究结果表明,氮源和磷源是影响赤藓糖醇发酵的关键因素,磷源浓度主要影响细胞干重,KH _(2)PO_(4)最优添加质量浓度为0.5 g/L;不同氮源对解脂耶氏酵母生长速率和细胞活力的影响是有差异的,酵母浸粉是决定性因素,最优的氮源组合为4 g/L酵母浸粉FM936和1 g/L小麦蛋白胨FP220。在50 L发酵罐上确定了批次补糖工艺,转化率和生产强度分别达到61.71%、2.41 g/(L·h),较优化前分别提高16.06%、42.01%,单罐产量提高了28.75%。研究结果对于降低赤藓糖醇规模化生产成本具有重要意义。 展开更多
关键词 培养基消耗分析 肽 磷源 酵母浸粉 赤藓糖醇
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代谢工程改造毕赤酵母艾氏途径促进糖蜜合成2-苯乙醇
5
作者 杨幸霖 任晋莹 +3 位作者 陆融融 阳路杭 苏慧颖 秦秀林 《微生物学通报》 北大核心 2025年第6期2707-2720,共14页
【背景】2-苯乙醇(2-phenylethanol,2-PE)是大宗香料之一,已广泛应用于食品、化妆品、抗菌剂及医药产业中。【目的】通过代谢工程改造艾氏途径,利用甘蔗糖蜜为碳源合成2-PE,为构建2-PE工业化生产的毕赤酵母(Komagataella phaffii)菌株... 【背景】2-苯乙醇(2-phenylethanol,2-PE)是大宗香料之一,已广泛应用于食品、化妆品、抗菌剂及医药产业中。【目的】通过代谢工程改造艾氏途径,利用甘蔗糖蜜为碳源合成2-PE,为构建2-PE工业化生产的毕赤酵母(Komagataella phaffii)菌株奠定基础。【方法】代谢工程改造毕赤酵母菌株PD-TA艾氏途径,构建2-PE高产菌株;优化发酵培养基,提高产量。【结果】以糖蜜为碳源时,重组菌PD-TA的生长是菌株GS115的1.4倍。以菌株PD-TA为出发菌,敲除醛脱氢酶基因ALD3后2-PE产量显著提高了30.7%。评估了13个醇脱氢酶和苯乙醛还原酶催化2-PE合成的效率,过表达酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)醇脱氢酶基因ScADH5工程菌的2-PE合成量最高,较对照菌提高了29.9%。过表达苯丙酮酸脱羧酶基因ARO10,2-PE产量提高了19.7%。敲除ALD3并共表达ARO10和ScADH5的工程菌P2的2-PE产量较对照菌提高了109.4%,产量为397 mg/L。优化发酵培养基后,菌株P2经摇瓶发酵36 h的2-PE产量提高了218.1%,达到1263 mg/L。【结论】毕赤酵母具备将廉价糖蜜转化为高附加值产物2-PE的能力。本研究为构建包括2-PE在内的多种杂醇类细胞工厂提供了理论依据和技术基础。 展开更多
关键词 2-苯乙醇 毕赤酵母 甘蔗糖蜜 艾氏途径 醇脱氢酶
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鲁氏接合酵母2-苯乙醇发酵优化与转录组分析
6
作者 徐凌龙 上官玲玲 +2 位作者 谢燿孺 陈胜 代俊 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第23期20-29,共10页
2-苯乙醇(2-phenylethanol, 2-PE)作为一种广泛使用的有机化工原料,有着较高的应用价值。目前,生物合成法以其高效环保等优势,在2-PE的生产上逐渐取代天然提取法与化学合成法,展现出广阔的发展前景。然而目前合成2-PE的微生物资源有限,... 2-苯乙醇(2-phenylethanol, 2-PE)作为一种广泛使用的有机化工原料,有着较高的应用价值。目前,生物合成法以其高效环保等优势,在2-PE的生产上逐渐取代天然提取法与化学合成法,展现出广阔的发展前景。然而目前合成2-PE的微生物资源有限,为了挖掘2-PE生物合成的新菌种资源。该文从前期筛选的高2-PE耐受鲁氏接合酵母出发,针对其合成2-PE的莽草酸途径与艾氏途径,通过单因素试验优化培养基,再结合转录组测序与荧光定量PCR技术验证菌株在不同培养基上转录水平的差异,最后在5 L发酵罐中进行补料发酵。结果表明,发酵2-PE的最佳培养基组成为60 g/L葡萄糖、6.6 g/L L-苯丙氨酸、0.71 g/L MgSO_(4)·7H_(2)O、1.7 g/L酵母基础氮源。在此条件下,转录组测序也证明鲁氏接合酵母在艾氏途径的相关基因显著表达以合成2-PE,并在发酵罐中通过工艺优化达到4.10 g/L产量,相较初始摇瓶产量提升了70.8%。为后续鲁氏接合酵母代谢工程的改造以及工业化生产奠定了基础。 展开更多
关键词 2-苯乙醇 鲁氏接合酵母 发酵工艺优化 转录组测序
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生香酵母生物转化法合成2-苯乙醇的研究 被引量：2
7
作者 王晴 毛银 +1 位作者 赵运英 邓禹 《食品与发酵工业》 北大核心 2025年第5期22-28,共7页
2-苯乙醇是一种具有玫瑰香味的芳香族醇,被广泛应用于食品、日化和医药等领域中。该研究利用从发酵酱醪中筛选出的一株野生型生香酵母-贝酵母,通过生物转化方法探索了该生香酵母合成2-苯乙醇的能力。通过优化反应体系中葡萄糖、底物L-... 2-苯乙醇是一种具有玫瑰香味的芳香族醇,被广泛应用于食品、日化和医药等领域中。该研究利用从发酵酱醪中筛选出的一株野生型生香酵母-贝酵母,通过生物转化方法探索了该生香酵母合成2-苯乙醇的能力。通过优化反应体系中葡萄糖、底物L-苯丙氨酸、无氨基酵母氮源及其他无机盐等成分构建生物转化体系,建立了适用于该生香酵母生产2-苯乙醇的转化方法。实验结果显示,该生香酵母转化48 h后2-苯乙醇的产量最高,为2.89 g/L。在此基础上,进一步优化了转化体系中碳源、氨基受体α-酮戊二酸和离子混合营养液的浓度,2-苯乙醇的浓度提高了67%。最后,通过优化转化体系的pH、温度和溶氧等条件使得2-苯乙醇的质量浓度达到了6.05 g/L,较初始转化条件提高了109%。该方法所获2-苯乙醇不仅具有天然产物的属性和安全性,且其产量和转化率高,工艺也具有周期短和成本低的特点,具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 生香酵母 生物转化 2-苯乙醇 L-苯丙氨酸
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以果葡糖浆为底物高效合成肌醇细胞工厂的构建
8
作者 杨熠辰 朱宏宇 +6 位作者 苏小运 王苑 罗会颖 田健 姚斌 黄火清 张杰 《生物技术通报》 北大核心 2025年第11期121-133,共13页
【目的】改造大肠杆菌的果糖与葡萄糖共代谢系统,建立肌醇合成代谢通路,构建以果葡糖浆为原料高产肌醇的大肠杆菌工程菌株。【方法】以大肠杆菌BW25113为出发菌株,首先通过阻断糖酵解途径和磷酸戊糖途径的关键节点,提高肌醇合成前体6-... 【目的】改造大肠杆菌的果糖与葡萄糖共代谢系统,建立肌醇合成代谢通路,构建以果葡糖浆为原料高产肌醇的大肠杆菌工程菌株。【方法】以大肠杆菌BW25113为出发菌株,首先通过阻断糖酵解途径和磷酸戊糖途径的关键节点,提高肌醇合成前体6-磷酸葡萄糖的供给,并通过过表达酿酒酵母来源的肌醇-3-磷酸合酶基因(Scips)和大肠杆菌来源的肌醇单磷酸酶基因(imp)引入肌醇合成模块;其次通过基因组整合过表达酿酒酵母来源的景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶基因(Scshb17)及果糖转运系统相关基因,构建果糖-葡萄糖共利用体系;最终通过敲除底盘菌株烯醇化酶基因eno,构建肌醇合成模块与eno协同表达载体,实现无抗生素条件下肌醇合成基因的高效稳定表达。【结果】以F42型果葡糖浆为底物进行无抗生素发酵时,最优工程菌JY18的肌醇产量达到40.53 g/L,葡萄糖转化率为0.92 g/g,生产强度为0.64 g/(L·h)。【结论】建立的果糖-葡萄糖共利用系统及肌醇合成模块-eno协同表达系统有效提升了工程菌株的碳源适应性与生产稳定性,为以果葡糖浆为原料的生物炼制平台的建立提供了创新技术方案和理论支撑。 展开更多
关键词 果葡糖浆 肌醇 大肠杆菌 细胞工厂 代谢工程
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淀粉糖母液生物转化甘露醇的研究
9
作者 程琳 王靖婷 +3 位作者 尹润杨 马艳敏 韩梦颖 刘庆礼 《山东化工》 2025年第9期70-73,76,共5页
研究优化了布氏乳杆菌最适生长条件,并对甘露醇的发酵条件进行优化。降低了甘露醇的生产成本,提高市场竞争力,并同时解决企业淀粉糖母液附加值低、难处理等难题。最终确定了菌种最适生长条件:温度30~32℃,pH值6.0~6.5;菌种最适发酵条件... 研究优化了布氏乳杆菌最适生长条件,并对甘露醇的发酵条件进行优化。降低了甘露醇的生产成本,提高市场竞争力,并同时解决企业淀粉糖母液附加值低、难处理等难题。最终确定了菌种最适生长条件:温度30~32℃,pH值6.0~6.5;菌种最适发酵条件:碳源葡萄糖、果糖的质量浓度分别为80,160 g/L,氮源蛋白胨、玉米浆、柠檬酸二铵的质量浓度分别为15.0,15.0,3.0 g/L,发酵温度为35℃,pH值为6.6,发酵时间为48 h,接种量为8%,摇床转速为120 r/min。通过此条件所产甘露醇质量浓度207.23 g/L,淀粉糖转化率达90%以上,甘露醇产率80%以上。 展开更多
关键词 布氏乳杆菌 生长曲线 发酵条件 甘露醇
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一株瘤胃嗜热厌氧产纤维乙醇菌的定向分离与发酵
10
作者 徐凯 崔金娜 +1 位作者 魏国光 刘占英 《化学工程》 北大核心 2025年第11期26-31,共6页
利用CBP(一体化生物加工技术)中的自然微生物菌群驯化策略,成功构建一套菌种筛选方法,以定向筛选可降解木质纤维素并产纤维乙醇的嗜热厌氧芽孢杆菌。通过形态学观察、生理生化特征及16S rDNA序列分析鉴定,确认该菌株XK1-1为Caldibacillu... 利用CBP(一体化生物加工技术)中的自然微生物菌群驯化策略,成功构建一套菌种筛选方法,以定向筛选可降解木质纤维素并产纤维乙醇的嗜热厌氧芽孢杆菌。通过形态学观察、生理生化特征及16S rDNA序列分析鉴定,确认该菌株XK1-1为Caldibacillus thermoamylovoran(嗜热淀粉芽孢杆菌)。结果显示:在55℃、180 r/min的厌氧条件下,使用葡萄糖和木糖(质量体积比为21 g/L)混合碳源连续培养12 h,菌株XK1-1的最大乙醇产量达到(1.03±0.046)g/L,且对葡萄糖的代谢利用更为敏感。此外,在以沙柳为唯一碳源的培养基中,连续发酵48 h,该菌株的纤维素降解率稳定在35%±0.21%,半纤维素的降解率稳定在53%±0.85%,相应的乙醇产量为(0.27±0.05)g/L(显著度p>0.05)。因此,此研究为非粮生物燃料的开发提供了优质菌种和理论依据。 展开更多
关键词 生物燃料 纤维乙醇 木质纤维素 瘤胃 微生物菌群 嗜热厌氧菌
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代谢工程改造克雷伯氏菌生产1,3-丙二醇 被引量：5
11
作者 张少伦 高聪 +3 位作者 李晓敏 刘佳 陈修来 刘立明 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2386-2402,共17页
1,3-丙二醇是生产聚对苯二甲酸丙二醇酯(polytrimethylene terephthalate,PTT)的重要单体,目前主要通过微生物发酵法生产,但这种方法生产效率低下,限制了1,3-丙二醇的高效生物制造。为解决这一问题,本研究首先利用常压室温等离子(atmosp... 1,3-丙二醇是生产聚对苯二甲酸丙二醇酯(polytrimethylene terephthalate,PTT)的重要单体,目前主要通过微生物发酵法生产,但这种方法生产效率低下,限制了1,3-丙二醇的高效生物制造。为解决这一问题,本研究首先利用常压室温等离子(atmospheric room temperature plasma,ARTP)诱变技术,经过高通量筛选,成功获得了一株具有较高渗透压耐受性的菌株,其1,3-丙二醇产量达87 g/L。在此基础上,进一步筛选出了适合克雷伯氏菌的基因表达元件,并通过代谢工程改造,阻断冗余代谢支路(敲除ldhA、budA、aldA基因),同时强化合成路径(过表达dhaB、yqhD基因),使得改造后的工程克雷伯氏菌的1,3-丙二醇产量提升至107 g/L。最终,在5 L发酵罐中,通过优化发酵过程参数,最优工程菌株KP-FMME-6的1,3-丙二醇产量达到118 g/L,甘油转化率为42%,生产强度达到2.46 g/(h·L)。本研究为1,3-丙二醇的工业化生产提供了有效的借鉴和参考。 展开更多
关键词 1 3-丙二醇 克雷伯氏菌 高通量筛选 代谢工程
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代谢工程改造大肠杆菌从头合成1,4-丁二醇 被引量：4
12
作者 姜君逸 郭艺鸣 +1 位作者 杨套伟 饶志明 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3142-3157,共16页
1,4-丁二醇是一种重要的中间体,广泛应用于化工、农业、医药等领域。本研究将酶工程和代谢工程相结合,构建了一条以葡萄糖为底物生产1,4-丁二醇的新途径。首先,通过数据库挖掘设计了一条包含α-酮酸脱羧酶(α-ketoglutarate decarboxyla... 1,4-丁二醇是一种重要的中间体,广泛应用于化工、农业、医药等领域。本研究将酶工程和代谢工程相结合,构建了一条以葡萄糖为底物生产1,4-丁二醇的新途径。首先,通过数据库挖掘设计了一条包含α-酮酸脱羧酶(α-ketoglutarate decarboxylase,SucA)、羧酸还原酶(carboxylate reductase,Car)、乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,YqhD)的新型催化途径,引入底盘细胞W3110(K-12)后,实现了1,4-丁二醇的从头合成。为进一步提高该路径的合成效率,敲除了乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase A,LdhA)、丙酮酸甲酸裂解酶(pyruvate formate lyase B,PflB)基因,阻断旁路代谢途径;强化表达柠檬酸合酶(citrate synthase,GltA^(R163L)),增加α-酮戊二酸代谢通量;强化底盘细胞中关键辅酶NADPH合成量并替换强启动子强化sucA、car、yqhD基因表达量,改善了1,4-丁二醇合成前体的供给效率。最终,重组菌株摇瓶发酵48 h最高合成770 mg/L的1,4-丁二醇,在5 L发酵罐上发酵60 h,1,4-丁二醇产量达4.22 g/L,得率为12.46 mg/g葡萄糖。本研究设计了一条新的1,4-丁二醇从头合成路径,与已报道的路径相比,该路径无需乙酰辅酶A参与,避免了副产物乙酸的积累,同时避免了氨的添加,为代谢工程改造生产1,4-丁二醇及其高附加值衍生产品提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 大肠杆菌 代谢改造 1 4-丁二醇 路径优化
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利用非产溶剂梭菌合成生物丁醇研究进展 被引量：2
13
作者 于乐永 于海瑞 +3 位作者 赵有志 王利华 袁紫乙 庄文静 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第13期323-330,共8页
丁醇作为一种重要的大宗化学品和潜在的生物燃料在很多领域都有广泛的应用。化石燃料的枯竭和合成生物技术的进步重新引起了人们对生物丁醇生产的兴趣。传统的生物丁醇可以由产溶剂梭菌发酵多种碳源生产,其途径被称为丙酮-丁醇-乙醇途... 丁醇作为一种重要的大宗化学品和潜在的生物燃料在很多领域都有广泛的应用。化石燃料的枯竭和合成生物技术的进步重新引起了人们对生物丁醇生产的兴趣。传统的生物丁醇可以由产溶剂梭菌发酵多种碳源生产,其途径被称为丙酮-丁醇-乙醇途径。然而,其相对缓慢的生长速度、较低的丁醇耐受性和生产效率阻碍了其进一步应用。最近,研究者们对于一些其他有前景的工业宿主作为底盘生产丁醇进行了研究,包括酿酒酵母、大肠杆菌、酪丁酸梭菌等。该文全面总结了不同非产溶剂菌株用于生产丁醇的优势和挑战,以更好地确定用于生产丁醇的理想非溶剂宿主。此外,还提出了进一步提高丁醇产量的策略。 展开更多
关键词 丁醇 非产溶剂微生物 丙酮-丁醇-乙醇发酵 代谢工程
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基于galP过表达解除底盘微生物碳抑制效应以提升2,3-BD发酵产率 被引量：1
14
作者 唐璇 毛亮阳 +2 位作者 李娜 杨彤 葛菁萍 《黑龙江大学工程学报(中英俄文)》 2024年第4期96-105,2,共11页
为提高肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)有效利用混合碳源的能力及完善ptsG基因缺失对葡萄糖利用的不足,通过基因工程手段,拟进行过表达半乳糖透性酶基因(galP)的方式,形成可高产2,3-丁二醇(2,3-butanediol,简称2,3-BD)的菌株。... 为提高肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)有效利用混合碳源的能力及完善ptsG基因缺失对葡萄糖利用的不足,通过基因工程手段,拟进行过表达半乳糖透性酶基因(galP)的方式,形成可高产2,3-丁二醇(2,3-butanediol,简称2,3-BD)的菌株。结果表明,galP得到成功克隆并过表达在K.pneumoniae HD79-N(ΔptsG)菌株后,获得具有既减弱了碳分解代谢抑制(Carbon catabolite repression, CCR)效应,又能够同步利用葡萄糖与木糖生产2,3-BD且终产量达13.15±0.66 g·L^(-1)的工程菌株K.pneumoniae HD79-A。该菌株相较于底盘微生物,2,3-BD终产量提高了34.05%,葡萄糖利用率(1.104 g·L^(-1)·h^(-1))提高了105.59%,总糖消耗量(70.76 g·L^(-1))增加了9.60%。同时,K.pneumoniae HD79-A菌株的生产强度、糖醇转化率以及单位细胞的转化效率分别是K.pneumoniae HD79-N菌株的1.34倍、1.22倍和1.04倍。试验证实了过表达galP能够对菌株K.pneumoniae HD79-N(ΔptsG)进行双重调节,为在混合碳源情况下利用功能性工程菌株高效生产2,3-BD提供理论依据。 展开更多
关键词 2 3-丁二醇 过表达 酶基因(galP) 肺炎克雷伯氏菌
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高温产2,3-丁二醇甲基芽孢杆菌的筛选及其发酵优化
15
作者 林燕环 陈飞雪 +3 位作者 魏宸鑫 李润志 张燎原 林辉 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第18期98-106,共9页
2,3-丁二醇是一种典型的大宗化学品,广泛应用于化工、食品、医药、燃料等领域。生物法发酵制备2,3-丁二醇是当下的主要方法,然而,大多数报道的菌株为条件致病菌且发酵条件严格,限制了生物法制备2,3-丁二醇的发展。该研究以温泉底土壤为... 2,3-丁二醇是一种典型的大宗化学品,广泛应用于化工、食品、医药、燃料等领域。生物法发酵制备2,3-丁二醇是当下的主要方法,然而,大多数报道的菌株为条件致病菌且发酵条件严格,限制了生物法制备2,3-丁二醇的发展。该研究以温泉底土壤为试验材料,经过分离、筛选与鉴定获得了1株高温条件下产2,3-丁二醇的甲基芽孢杆菌。通过摇瓶实验优化发酵工艺,确定最适发酵条件与最优培养基组成,利用优化后的发酵工艺甲基芽孢杆菌发酵24 h产物产量达到32.57 g/L。进一步进行上罐试验,基于不同发酵罐转速条件下甲基芽孢杆菌的产量积累情况,理性设计两阶段发酵策略,并以最优策略分批补料发酵制备2,3-丁二醇,2,3-丁二醇的产量在甲基芽孢杆菌发酵45 h时达到73.19 g/L,转化率达到90.25%。 展开更多
关键词 2 3-丁二醇 甲基芽孢杆菌 高温发酵 发酵优化 分批补料发酵
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代谢工程改造热带假丝酵母高效合成1,2,4-丁三醇
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作者 李静芸 夏媛媛 +2 位作者 沈微 杨海泉 陈献忠 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3897-3909,共13页
【背景】1,2,4-丁三醇是一种手性多羟基醇,作为一种关键的平台化合物,主要用于合成高能材料1,2,4-三硝酸酯丁三醇,这种材料可作为飞机、火箭和导弹等武器的推进剂。随着合成生物学的快速发展,利用微生物细胞工厂生产1,2,4-丁三醇受到越... 【背景】1,2,4-丁三醇是一种手性多羟基醇,作为一种关键的平台化合物,主要用于合成高能材料1,2,4-三硝酸酯丁三醇,这种材料可作为飞机、火箭和导弹等武器的推进剂。随着合成生物学的快速发展,利用微生物细胞工厂生产1,2,4-丁三醇受到越来越多的关注。【目的】以前期构建的产1,2,4-丁三醇的热带假丝酵母(Candida tropicalis)工程菌为出发菌株,通过代谢工程策略进一步优化人工途径,降低中间产物积累,提高1,2,4-丁三醇的发酵水平,评价工程菌利用廉价的玉米芯水解液发酵生产1,2,4-丁三醇的能力。【方法】通过启动子工程优化木糖脱氢酶基因的表达水平,减少木糖酸中间产物的积累。利用碳酸钙作为中和剂调节发酵过程的pH,通过发酵培养基铁离子浓度优化等策略提高热带假丝酵母细胞工厂发酵生产1,2,4-丁三醇的能力。【结果】相较于出发菌株,构建的工程菌发酵生产1,2,4-丁三醇的产量提高了42%,5 L发酵罐中产量达到6.20 g/L。同时,工程菌以玉米芯水解液作为原料能够生产出2.60 g/L的1,2,4-丁三醇。【结论】通过代谢工厂策略和发酵过程优化,提高了热带假丝酵母合成1,2,4-丁三醇的能力,还首次评价热带假丝酵母细胞工厂利用玉米芯水解液合成1,2,4-丁三醇的可行性,为大规模地利用生物质原料发酵生产1,2,4-丁三醇挖掘出一个有潜力的宿主。 展开更多
关键词 1 2 4-丁三醇 木糖酸积累 热带假丝酵母 生物质原料 发酵优化
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生物法制备甘露醇研究进展 被引量：2
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作者 阎冬 蔡雪 +5 位作者 薛海龙 甄妮 吴玉双 柳志强 李勉 郑裕国 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2626-2643,共18页
D-甘露醇是一种六碳糖醇,是自然界中含量最丰富的多元醇之一,具有抗氧化保护、调节渗透压和不可代谢等特性,已广泛应用于功能性食品和制药行业中。目前工业化生产D-甘露醇的主要方法为化学加氢法。D-甘露醇也可由微生物代谢或者微生物... D-甘露醇是一种六碳糖醇,是自然界中含量最丰富的多元醇之一,具有抗氧化保护、调节渗透压和不可代谢等特性,已广泛应用于功能性食品和制药行业中。目前工业化生产D-甘露醇的主要方法为化学加氢法。D-甘露醇也可由微生物代谢或者微生物催化生成,相比化学加氢法,生物法合成甘露醇不产生副产物山梨醇,且具有条件温和、专一性强、转化率高的优点。其中微生物发酵法的微生物菌种和发酵原料来源广泛易得,产物易于分离。微生物催化法采用多酶偶联的反应策略,利用工程菌产酶进行全细胞催化,同时引入辅因子循环途径使得昂贵的辅因子得到补充,可以在温和的条件下利用廉价底物获得较高的产率且没有副产物生成。然而,限制利用微生物法进行工业化生产D-甘露醇的一个主要因素是成本昂贵,包括发酵培养基和底物成本高、耗费时间长等。本文综述了微生物法生产D-甘露醇的方法,包括使用的高产发酵菌株及其发酵工艺、低成本底物的利用、全细胞催化法工程菌株开发策略以及高生产率的工艺调控等。生物法合成甘露醇不仅对促进产业升级、实现绿色制造具有重要意义,同时也为开发新型生物基产品、满足日益增长的市场需求提供了有力支持。随着技术创新和产业链的不断完善,未来其有望成为甘露醇生产的主要方式之一。 展开更多
关键词 甘露醇生产 微生物发酵 全细胞催化 合成生物学 辅因子循环
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在明串珠菌构建高产甘露醇的细胞工厂
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作者 刘成川 金红星 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期9-16,共8页
甘露醇是一种具有多种功效的六糖醇,被广泛应用于医药、食品、化工和电子等行业。为构建高产甘露醇的明串珠菌,建立了将底盘细胞转化为高产目标产物菌株的理论:细胞工厂的“源-库”学说。通过2次同源重组,打破染色体中基因的操纵子和重... 甘露醇是一种具有多种功效的六糖醇,被广泛应用于医药、食品、化工和电子等行业。为构建高产甘露醇的明串珠菌,建立了将底盘细胞转化为高产目标产物菌株的理论:细胞工厂的“源-库”学说。通过2次同源重组,打破染色体中基因的操纵子和重叠基因模式,并将甘露醇外排泵蛋白(mannitol efflux pump,MEP)基因序列和再生NADH的酶(甲酸脱氢酶)基因序列定点插入到染色体上。蔗糖为90 g/L时,打破mep基因的操纵子和重叠基因模式的菌株甘露醇产量比原始菌株(CGMCC1.10327)提高了9.5%。原始菌株染色体上敲入一个拷贝mep基因序列的菌株,底物蔗糖能添加到120 g/L,甘露醇产量也达到55.18 g/L。CCTCC M2020762菌株染色体上敲入一个拷贝甲酸脱氢酶基因序列的菌株,底物蔗糖能添加到145 g/L,甘露醇产量也达到101.6 g/L。使细胞工厂具备更强的“源”能(NADH再生等)和更大的“库”容(提高MEP活性),实现目标产物的超高产。 展开更多
关键词 细胞工厂 源-库 明串珠菌 甘露醇 发酵 合成生物学
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高丁醇耐受性丙酮丁醇生产菌株选育研究进展
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作者 丁欢欢 黄思怡 +3 位作者 周秋香 卜京 施超越 李汉广 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期300-306,共7页
以化石燃料为主的传统不可再生能源在促进经济发展过程中起到重要作用,但同时也对生态环境造成了严重的危害,因此,新型可再生能源的研究与应用已成为全球能源领域重要方向。生物丁醇因具有环境友好、可再生等优点而成为生物质能源领域... 以化石燃料为主的传统不可再生能源在促进经济发展过程中起到重要作用,但同时也对生态环境造成了严重的危害,因此,新型可再生能源的研究与应用已成为全球能源领域重要方向。生物丁醇因具有环境友好、可再生等优点而成为生物质能源领域研究的热点。然而由于丁醇的毒害作用导致丙酮丁醇发酵过程中出现低产物浓度、低产率及低转化率现象,因此提高发酵菌株的丁醇耐受性是增强丙酮丁醇发酵经济性的重要途径之一。该文综述了不同诱变育种、适应性驯化策略、合成生物学手段等不同方法提高丁醇生产菌株的丁醇耐受性的原理及国内外研究进展,讨论了各方法在实践中的优缺点与挑战等问题,以期为提高微生物细胞的丁醇耐受性菌株的选育提供一些理论与实践参考。 展开更多
关键词 丙酮丁醇发酵 耐受菌株 菌种选育 基因工程 合成生物学
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以纤维素类物质为原料发酵生产燃料乙醇的研究进展 被引量：40
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作者 马晓建 赵银峰 +2 位作者 祝春进 吴勇 牛青川 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2004年第11期77-81,共5页
燃料乙醇是清洁汽油的主要代替物。其生产方法根据原料区分有 :糖蜜类、谷物淀粉类和纤维素类。以植物秸秆、木材等纤维素类物质为原料生产乙醇是最具挑战性的课题 ,目前用纤维素类物质制造乙醇的关键问题是纤维素原料的预处理和高效的... 燃料乙醇是清洁汽油的主要代替物。其生产方法根据原料区分有 :糖蜜类、谷物淀粉类和纤维素类。以植物秸秆、木材等纤维素类物质为原料生产乙醇是最具挑战性的课题 ,目前用纤维素类物质制造乙醇的关键问题是纤维素原料的预处理和高效的发酵工艺。文中就综述了纤维素类物质的发酵机制、发酵工艺和发酵方式 ,对进一步实现工业化提供一些借鉴。 展开更多
关键词 纤维素 发酵生产 原料 燃料乙醇 发酵工艺 代替 谷物淀粉 发酵方式 植物秸秆 生产方法
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