摘要：L-丙氨酸作为最小的手性化合物之一,被广泛应用于食品、医药和日化领域。目前,微生物法生产L-丙氨酸存在发酵周期长,生产强度低等问题。为此,通过强化前体供给、启动子工程和转运工程等代谢工程策略,构建高产L-丙氨酸的大肠杆菌细胞工厂。进一步通过生化工程策略优化L-丙氨酸生产工艺,提高L-丙氨酸大肠杆菌细胞工厂的生产性能。结果:过表达gapA(3-磷酸甘油醛脱氢酶基因)强化前体丙酮酸供给,使L-丙氨酸产量和转化率分别提高了5.1%和15.6%。启动子工程优化gapA表达,使L-丙氨酸产量和转化率进一步提高到18.3 g/L和0.55 g/g。过表达L-丙氨酸外运蛋白(AlaE),增加L-丙氨酸转运,使L-丙氨酸产量提高到20.4 g/L。生化工程策略优化培养基组分,得到最佳碳源为葡萄糖40 g/L,最佳氮源为(NH4)2SO425 g/L。最佳发酵条件为:接种量15%,10 h转厌氧发酵和变速补料发酵。5 L发酵罐发酵36 h,大肠杆菌菌株W-135 L-丙氨酸产量为127.2 g/L,转化率为0.83 g/g,生产强度为3.53 g/L/h,比优化前分别提高了64.3%,50.9%和64.2%。本研究利用系统代谢工程和生化工程策略,构建了发酵周期短和发酵工艺简单的L-丙氨酸高产菌株,为L-丙氨酸的工业化生产提供了理论基础。

摘要：产L-天冬氨酸-β-脱羧酶(L-aspartate-β-decarboxylase,Asd)菌株以L-天冬氨酸(L-aspartic acid,L-Asp)为底物转化生产L-丙氨酸,通过单因素及正交设计试验对睾丸酮丛毛单胞菌HY-08D培养基组成及发酵条件进行优化。结果表明,最佳培养基组成:富马酸1.0%、L-Asp 1.0%、谷氨酸1.0%、玉米浆干粉0.6%、酵母粉0.8%、氯化钠0.7%、磷酸二氢钾0.15%、硫酸镁0.1%,pH 6.0。产酶菌株HY-08D转化用培养液采用三级扩培,一级接二级使用0.1%低接种量,二级接三级使用10%的接种量,最适通气量为10 L/min。优化后培养液中HY-08D菌体量和酶活较初始提高约1倍,培养周期缩短6 h~8 h。

摘要：利用产L-天冬氨酸酶的大肠杆菌HY-05,通过游离细胞法转化合成L-天冬氨酸,以硫酸萃取法从发酵液中提取L-天冬氨酸。为解决工艺中富马酸包结问题,通过单因素试验对脱色条件和结晶过程进行了优化,并在此基础上,选取结晶温度、硫酸滴加速度、冷却时间3个因素为响应变量,以L-天冬氨酸含量为响应值,利用Box-Behnken试验设计响应面试验。结果表明,最佳脱色条件为脱色温度60℃,活性炭添加量0.15%;最佳硫酸酸化工艺条件为结晶温度91℃,硫酸滴加速度23 mL/h,冷却时间12 min。在此优化条件下,L-天冬氨酸含量为98.22%,较优化前提高了7.42%。

摘要：利用筛选的金橙黄微杆菌发酵生产纤维素酶,对产酶影响较大的因素(培养温度、pH值和CMC添加量)进行响应面设计分析,确定最优发酵培养条件。结果表明最佳培养工艺条件为培养温度27.8℃、pH值为7.0和0.25g/L CMC添加量,纤维素酶活性达到811.75U/mL,实际值与预测值之间的误差约为0.55%,具有工业化规模生产潜力。

摘要：利用筛选的肠杆菌发酵生产壳聚糖酶,对培养温度、pH和接种量进行优化,确立中心位点后进行响应面设计分析,确定最优发酵培养条件。结果表明:最佳培养工艺条件为培养温度31.74℃、pH 6.5和接种量为7.26%(V/V),培养36 h时壳聚糖酶活性达到13.59 U/mL,实际值与预测值之间的误差约为0.43%。壳聚糖酶的生产方式为延续合成型,具有深入优化并规模生产的潜力。

摘要：该研究通过对L-丙氨酸压力下大肠杆菌的转录组进行分析,利用mKate荧光蛋白进行表征,筛选响应L-丙氨酸的启动子元件。转录组筛选了ArgK、FlgG、GlgP、CpxP、BetA、GlpA、KdpB、PulG、LivH和YhfX十个在L-丙氨酸压力下转录水平显著提高的基因,并将基因前500 bp潜在的启动子片段与荧光报告蛋白基因m Kate融合,筛选得到特异性响应L-丙氨酸浓度的启动子PAla-7。结果表明,PAla-7启动子在10 g/L、20 g/L、30 g/L、40 g/L、50 g/L和60 g/L L-丙氨酸诱导后的相对荧光强度分别增加了49%、122%、181%、275%、432%和705%,表明PAla-7启动子在L-丙氨酸质量浓度0~60 g/L范围内有着良好的灵敏性。选择11种常见氨基酸诱导PAla-7启动子表达,只有L-丙氨酸在诱导质量浓度从10 g/L增加到20 g/L时,相对荧光强度增加了52.4%,表明PAla-7启动子是特异性响应L-丙氨酸的启动子。

摘要：为满足生产应用需求,通过非磷催化剂催化L-天冬氨酸(L-aspartic acid,L-Asp)的热缩和反应合成聚天冬氨酸(polyasparatic acid,PASP),其可与多种缓蚀阻垢剂进行复配使用。通过静态阻垢试验和旋转挂片试验评价PASP在最优工艺条件下的复配阻垢和缓蚀性能,采用扫描电镜图(SEM)探讨PASP的阻垢机理。结果表明,在混合催化剂(二元酸与离子液体[Hmim]HSO_(4))比例4︰5,L-Asp与催化剂比例1︰1,聚合温度220℃,缩聚时间1.5 h,用质量分数20%的NaOH控制pH保持在10~12,水解温度55℃,水解时间1 h的合成条件下,复合缓蚀阻垢剂对CaCO_(3)的阻垢率达90%以上,对A3碳钢的缓蚀率达56%以上,均明显优于单体PASP的75%和35%。阻垢机理分析表明PASP对CaCO_(3)垢具有鳌合分散作用,可吸附在微晶体表面,抑制晶体生长,使其结构疏松而达到抑垢效果。