碱性果胶酯裂解酶工程菌的构建

从本研究室筛选的BacillussubtilisWSHB04-02菌株中扩增出编码碱性果胶酯裂解酶的结构基因PL,将其插入大肠杆菌分泌表达载体pET22b( )多克隆位点,得到重组载体pET22b( )PL.序列分析表明,所获PL基因与已报道的B.subtilisSO113的PL基因的同源性为98%.重组载体在大肠杆菌BL21(DE3)中得到表达.SDS-PAGE分析显示,表达产物的分子量(Mr)均为43×103,同核酸序列测定所推导的值相符.该工程菌经IPTG诱导后,胞内酶活为8U/mL.研究发现,碱性果胶酯裂解酶不仅在胞内有酶活,胞外也有酶活,说明所构建的表达体系可使该酶向胞外分泌.图3表1参6     

利用响应面优化Klebsiella variicola对麻疯树籽饼粕佛波酯的固态发酵降解

为降解麻疯树籽饼粕中的毒性成分佛波酯,利用Klebsiella variicola进行固态发酵.采用单因素实验法研究了发酵温度、接种量、初始加水量、发酵时间对佛波酯降解率的影响.在此实验结果基础上,利用Design Expert8.0软件进行分析建立了发酵温度、接种量、初始加水量3个因素对佛波酯降解率影响的优化模型.该模型极显著(P0.001),拟合度良好.经实验证实,在发酵温度为37℃、接种量33%(V/m)、初始加水量为105%(V/m)条件下发酵48 h,佛波酯降解率可达到84.30%,另一种毒性物质curcin的降解率可达63.21%.研究表明,利用响应面优化K.variicola固态发酵麻疯树籽饼粕过程,既可提高佛波酯降解率,也可降解curcin,具有生产指导意义.     

丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum CICC 8012发酵鲜芭蕉芋生产丁醇

以非粮作物鲜芭蕉芋为原料,利用丙酮丁醇梭菌CICC 8012发酵生产丁醇.采用中心组合实验设计(CCD),选取初始糖浓度、接种量、中性红、乙酸铵为主要影响因素,对发酵条件进行优化,建立以丁醇产量为响应值的数学模型.对模型求解得到:初始糖浓度62.25 g/L,接种量为10.81%,中性红为0.81 g/L,乙酸铵为0.574 g/L时,最终的丁醇产量为12.83 g/L.验证实验结果表明,在优化条件下丁醇发酵产量达到12.73 g/L,证明了模型可靠有效.     

杂合抗菌肽LPCB在毕赤酵母中的表达条件优化

为获取能表达具有天然活性的杂合抗菌肽的重组酵母菌,确定其最佳表达条件,将构建好的重组酵母表达载体pPICZα-A-CecropinB(1～10)-Magainin2(1～12)(简称pPICZα-A-CBMA)和pPICZα-A-Lfcin-Pro-CecropinB(简称pPICZα-A-LPCB)经SacⅠ线性化处理,分别电转入巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris X-33,利用抗生素Zeocin筛选阳性克隆,PCR扩增验证,甲醇诱导表达.采用抑菌圈法初步测定产物活性,优化杂合肽LPCB诱导时间、诱导剂浓度、诱导温度、培养基pH等表达条件,传代检测其质粒稳定性.结果显示,基因工程菌P.pastoris X-33/pPICZα-A-CBMA和P.pastoris X-33/pPICZα-A-LPCB成功构建.表达产物前者抑菌活性微弱,后者抑菌活性良好.杂合肽LPCB的最佳表达条件为:25℃,pH中性培养,每24 h添加0.5%(V/V,φ)甲醇,诱导表达72 h.重组酵母菌pPICZα-A-LPCB在培养超过100代后,未发生质粒丢失.     

纳豆激酶原核表达载体的构建及其活性鉴定

利用引物搭桥的方法,经PCR扩增,获得了纳豆激酶成熟肽基因(NK),从而构建了大肠杆菌表达质粒NK/pTWIN1,NK/PET32a及NK/PML-c2x,经分别转化宿主菌ER2566,BL21和ER2566,获得了转纳豆激酶基因重组菌.结果表明,NK/pTWIN1-ER2566和NK/PET32a-BL21的纳豆激酶蛋白表达量较高.本研究选用NK/pTWIN1-ER2566作为表达菌株,对其进行发酵表达.SDS-PAGE显示,目的蛋白约占菌体总蛋白的36%,该蛋白是以包涵体形式存在的.包涵体经收集、蛋白变性及复性,并经过SP Sepharose分离纯化,得到了纯化的纳豆激酶蛋白,琼脂糖-纤维蛋白平板法测出1mg纳豆激酶干粉的溶栓活性相当于600u尿激酶.本文从基因工程角度研究纳豆激酶基因的克隆、表达及纯化,为利用基因工程菌生产纳豆激酶奠定了基础.图5表1参11     

白腐菌Trametes hirsute对六氯苯的降解及其条件优化

在液体体系下,筛选了5株白腐菌,对六氯苯进行了降解研究,并优化了白腐菌Trametes hirsute TH对六氯苯的降解条件.结果表明,不同白腐菌均能降解六氯苯,其中白腐菌Trametes sp.TR对六氯苯降解率最高,达90.21%;而白腐菌T.hirsute TH对六氯苯降解率为87.08%,但生物量最高,达3.33 g/L.通过响应面法优化白腐菌T.hirsute TH降解六氯苯的条件,结果显示,转速、接种量和培养时间是影响六氯苯降解的主要因素.优化后的最佳条件为:转速125 r/min,菌丝接种量8%(V/V),培养时间2 d,温度28 ℃,pH为7.在优化条件下,2 d内白腐菌T.hirsute TH对浓度为10 mg/L的六氯苯降解率和降解量分别可达91.52%和2.288 mg L-1 d-1.图2表7参17     

产耐温蛋白酶苏云金芽孢杆菌FS140液体发酵条件优化

应用快速有效的数学统计方法对苏云金芽孢菌FS140耐温蛋白酶的发酵条件进行优化.首先采用二水平Plackett-Burman设计对影响产酶的8因素进行筛选,获得培养基成分中3个重要影响的因子:黄豆饼粉、酵母粉、葡萄糖;再利用响应面分析法对该3个因素进行3水平的优化,获得它们的最佳组合:黄豆饼粉1.8%、酵母粉0.36%、葡萄糖0.14%.优化后产酶水平达到837.71U mL-1,与响应面数学模型的预测值只有1.34%的误差.同时进行了发酵温度、初始pH、摇瓶装量与接种量等发酵条件的优化,FS140最终发酵产酶水平达918.91U mL-1.图2表5参14     

热活化过硫酸盐降解水中的普萘洛尔

利用热活化过硫酸盐(PS)技术降解水中的普萘洛尔(PRO),探究PS初始浓度、温度、初始p H以及自然水体成分对其降解的影响.结果表明,PRO的降解过程符合准一级反应动力学规律,增加PS初始浓度和升高温度都可以显著提高PRO的降解速率常数(kobs).碱性条件下PRO的降解效果明显好于酸性和中性条件.自由基清除实验表明,在酸性和中性条件下,SO·-4是体系主要的氧化物种,而在碱性条件下,HO·对PRO的降解起主导作用.自然水体中的HCO-3对PRO的降解有显著的促进作用,而腐殖酸(HA)则强烈抑制PRO的降解.增加PS初始浓度可以显著提高PRO的矿化率.     

不透明红球菌转化合成α-酮异己酸的培养条件优化

利用基于非完全平衡块原理的Plackett-Burman法和响应面法对不透明红球菌(Rhodococcus opacus DSM 43250)转化合成α-酮异己酸(KIC)的培养条件进行优化,以提高KIC的产量.首先采用Plackett-Burman(PB)设计对影响KIC产量的6个因素的效应进行评价,筛选出具有显著影响的关键因素——接种量、装液量和初始pH,然后通过最陡爬坡实验和Box-Behnken实验设计对关键因素的最佳水平范围进行研究,并利用SAS软件回归分析建立了二次多项式模型,通过模型求解确定最佳培养条件为:接种量6.93%,装液量33.38 mL,初始pH 7.6.在优化后的培养条件下,KIC的理论最高产量为31.08 mg/L,在验证实验中KIC最高产量为30.97 mg/L,比初始产量23.93 mg/L提高了29.42%,为进一步的发酵放大奠定了基础.图3表7参16     

基于均匀设计优化新鞘氨醇菌US6-1对高分子量多环芳烃的降解条件

运用均匀设计优化一株新鞘氨醇菌Novosphingobium pentaromativorans stain US6-1对芘、荧蒽、苯并[a]芘等高分子量多环芳烃(High molecular weigh polycyclic aromatic hydrocarbons,HMW-PAHs)的降解条件.结果表明,在最适生长条件(30℃、pH 6.5及NaCl浓度为2.5%)下,接种量与底物浓度是影响该菌降解能力的关键因素.在接种量D660 nm为0.6、芘初始浓度56 mg L-1、培养时间5 d的情况下,菌株US6-1对芘的降解达到32.5 mg L-1,预测平均准确率达99.38%;在接种量D660 nm为0.6、荧蒽初始浓度48 mg L-1、培养时间5 d的情况下,对荧蒽的降解达到34.3 mg L-1,预测平均准确率达99.61%;在接种量D660 nm为0.1、苯并[a]芘初始浓度60 mg L-1、培养时间为5 d时,对苯并[a]芘的降解达到24 mg L-1,预测平均准确率达98.75%.菌株US6-1对芘及苯并[a]芘的降解能力比未优化前分别提高了29.2%与58%.