基于辅因子调控对大肠杆菌两阶段发酵产丁二酸的影响

1

作者 刘嵘明 梁丽亚 +5 位作者 王光明 张敏 马江锋 陈可泉 姜岷 韦萍 《生物加工过程》 CAS CSCD 2012年第3期1-5,共5页

考察了E.coli NZN111及其重组菌株E.coli NZN111/pTrc99a-pncB发酵生产丁二酸的性能。E.coli NZN111两阶段发酵丁二酸的同时,会造成丙酮酸的大量积累。研究发现:通过过量表达烟酸转磷酸核糖激酶,两阶段发酵重组菌株E.coli NZN111/pTrc99... 考察了E.coli NZN111及其重组菌株E.coli NZN111/pTrc99a-pncB发酵生产丁二酸的性能。E.coli NZN111两阶段发酵丁二酸的同时,会造成丙酮酸的大量积累。研究发现:通过过量表达烟酸转磷酸核糖激酶,两阶段发酵重组菌株E.coli NZN111/pTrc99a-pncB,减少丙酮酸的积累且无副产物乙酸生成,提高丁二酸的产量,丁二酸得率和耗糖速率分别提高了139%和20%。 展开更多

关键词 大肠杆菌 烟酸 转磷酸核糖激酶 丁二酸

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利用木薯淀粉为原料发酵生产丁二酸的研究 被引量：7

2

作者 张敏 马江锋 +4 位作者 徐冰 梁丽亚 刘嵘明 王光明 姜岷 《中国酿造》 CAS 北大核心 2011年第7期29-32,共4页

利用木薯粉为原料发酵生产丁二酸,将先糖化后发酵(SHF)和同步糖化发酵(SSF)2种发酵模式进行比较,发现SSF发酵模式在工艺上、产量上均优于SHF,进而对SSF的一些工艺条件进行摇瓶优化,得到SSF的最适发酵温度为37℃,糖化酶添加量为1000U/g,... 利用木薯粉为原料发酵生产丁二酸,将先糖化后发酵(SHF)和同步糖化发酵(SSF)2种发酵模式进行比较,发现SSF发酵模式在工艺上、产量上均优于SHF,进而对SSF的一些工艺条件进行摇瓶优化,得到SSF的最适发酵温度为37℃,糖化酶添加量为1000U/g,最适底物浓度60g/L。在7L发酵罐中进行放大实验,用木薯粉同步糖化发酵45h,最终丁二酸浓度为61.2g/L,乙酸浓度为4.66g/L,生产强度达到1.36g/(L.h),丁二酸转化率为89%。 展开更多

关键词 木薯淀粉 大肠杆菌 丁二酸 同步糖化发酵

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基于关键酶表达的发酵调控与分子改造策略对E.coli产丁二酸的影响 被引量：4

3

作者 马江锋 梁丽亚 +4 位作者 刘嵘明 张敏 陈可泉 姜岷 韦萍 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第3期58-61,共4页

考察E.coli JM001及其重组菌株E.coli JM002生物发酵生产丁二酸的性能。E.coli JM001在两阶段发酵产丁二酸过程中通过在有氧培养阶段添加乙酸钠,即可提高丁二酸的生产能力,厌氧阶段的丁二酸收率可达84%,但会有较多的副产物乙酸和丙酮酸... 考察E.coli JM001及其重组菌株E.coli JM002生物发酵生产丁二酸的性能。E.coli JM001在两阶段发酵产丁二酸过程中通过在有氧培养阶段添加乙酸钠,即可提高丁二酸的生产能力,厌氧阶段的丁二酸收率可达84%,但会有较多的副产物乙酸和丙酮酸积累。以E.coli JM001为出发菌株,敲除其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PPC)并导入来源于枯草芽孢杆菌的磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(PCK)基因,构建了重组菌株E.coli JM002,该重组菌株在两阶段发酵的有氧培养过程中不需添加乙酸钠,转厌氧后菌株也具有转化葡萄糖合成丁二酸的能力,丁二酸收率可达86%,副产物积累很少。 展开更多

关键词 两阶段发酵 大肠杆菌 丙酮酸羧化激酶 丁二酸

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基于高密度培养的反复分批发酵法生产丁二酸 被引量：4

4

作者 徐冰 马江锋 +4 位作者 梁丽亚 刘嵘明 王光明 张敏 姜岷 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2595-2599,共5页

引言 丁二酸俗称琥珀酸,是三羧酸循环的中间代谢产物和厌氧代谢的终端还原产物,广泛存在于动物、植物及微生物体内。作为重要的C4平台化合物,丁二酸可用于多种大宗化学品以及生物可降解材料的制备。利用微生物发酵生产丁二酸,由于具有... 引言 丁二酸俗称琥珀酸,是三羧酸循环的中间代谢产物和厌氧代谢的终端还原产物,广泛存在于动物、植物及微生物体内。作为重要的C4平台化合物,丁二酸可用于多种大宗化学品以及生物可降解材料的制备。利用微生物发酵生产丁二酸,由于具有原料来源广泛且价格低廉、污染小、环境友好、在发酵过程中可固定CO2、能有效降低温室效应等特征，成为近年来研究的热点。 展开更多

关键词 丁二酸 反复分批发酵 细胞回用

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蔗糖磷酸化酶的分离纯化及其催化合成α-熊果苷的研究 被引量：2

5

作者 侯顾伟 马江锋 +3 位作者 隋姗姗 徐冰 刘嵘明 姜岷 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期182-186,共5页

考察了肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)G123厌氧发酵产蔗糖磷酸化酶下游的分离纯化工艺。收集的菌体经超声破碎得到粗酶液,通过硫酸铵沉淀、透析、阴离子交换层析分离后获得了电泳纯的蔗糖磷酸化酶,酶活回收率为31.7%,酶的分... 考察了肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)G123厌氧发酵产蔗糖磷酸化酶下游的分离纯化工艺。收集的菌体经超声破碎得到粗酶液,通过硫酸铵沉淀、透析、阴离子交换层析分离后获得了电泳纯的蔗糖磷酸化酶,酶活回收率为31.7%,酶的分子量约为55.7 kD,纯化后的蔗糖磷酸化酶比活为115.3 U/mg。该酶在中性及偏酸性(pH5.5-8.0)情况下,酶稳定性较好,较报道的肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)B-1149的pH稳定范围宽。同时该酶在37℃保存2 h,酶活几乎没有下降。利用获得的纯酶以氢醌和蔗糖为底物催化合成α-熊果苷,在23 U/mL的酶反应体系中,60%蔗糖、5%氢醌、pH7.5,37℃,反应12 h,氢醌转化率达到16.3%,α-熊果苷的产量为20g/L。 展开更多

关键词 蔗糖磷酸化酶 α-熊果苷 转葡萄糖基 糖基转移酶

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敲除富马酸酶基因对E.coli厌氧混合酸发酵的影响 被引量：1

6

作者 王光明 马江锋 +3 位作者 梁丽亚 刘嵘明 徐冰 姜岷 《生物加工过程》 CAS CSCD 2012年第1期46-50,共5页

基于基因工程菌生产丁二酸代谢途径,以E.coli BA001(△ldh,△pfl)为出发菌株,利用RED同源重组技术敲除了富马酸酶基因fumB,得到重组菌E.coli BA002(△ldh,△pfl,△fum),通过减少苹果酸生成富马酸的通量,实现苹果酸的积累。实验结果表明... 基于基因工程菌生产丁二酸代谢途径,以E.coli BA001(△ldh,△pfl)为出发菌株,利用RED同源重组技术敲除了富马酸酶基因fumB,得到重组菌E.coli BA002(△ldh,△pfl,△fum),通过减少苹果酸生成富马酸的通量,实现苹果酸的积累。实验结果表明:对比E.coli BA001,敲除富马酸酶基因会较大程度地改变丁二酸、乙酸等的分布,在两阶段和专一性厌氧发酵中,丁二酸产率由81%、63%分别下降为76%、54%,E.coli BA002中乙酸有较大幅度的增加,而苹果酸的产量为0.25 g/L;通过外源添加1 g/L的苹果酸,发现丁二酸和乙酸的产量进一步增加。实验实现了富马酸酶基因的敲除:一方面使得乙酸产量明显增加,另一方面厌氧主导酶FumB的敲除不能完全阻断厌氧发酵苹果酸到富马酸途径。 展开更多

关键词 富马酸酶 苹果酸 RED同源重组 丁二酸

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共表达烟酸转磷酸核糖激酶和丙酮酸羧化酶对大肠杆菌NZN111产丁二酸的影响

7

作者 梁丽亚 刘嵘明 +5 位作者 苟冬梅 陈旭 马江锋 陈可泉 姜岷 韦萍 《生物加工过程》 CAS CSCD 2014年第4期49-54,共6页

构建了共表达烟酸转磷酸核糖激酶(NAPRTase)和丙酮酸羧化酶(PYC)的重组质粒pTrc99a-pncB-pyc,并考察了重组菌E.coli NZN111/pTrc99a-pncB-pyc生产丁二酸的能力。结果表明:重组菌NZN111/pTrc99a-pncB-pyc的NAPRTase和PYC的比酶活达到最高... 构建了共表达烟酸转磷酸核糖激酶(NAPRTase)和丙酮酸羧化酶(PYC)的重组质粒pTrc99a-pncB-pyc,并考察了重组菌E.coli NZN111/pTrc99a-pncB-pyc生产丁二酸的能力。结果表明:重组菌NZN111/pTrc99a-pncB-pyc的NAPRTase和PYC的比酶活达到最高,分别为20.75和1.04 U/mg,同时,辅酶NADH、NAD+及NAD(H)总量达到最高。厌氧摇瓶发酵结果:48 h能够消耗17.5 g/L的葡萄糖生成14.08 g/L的丁二酸,而丙酮酸的产量大幅度降低,仅为0.11 g/L。本研究为基因工程菌大肠杆菌厌氧条件下发酵生产丁二酸提供了一定的基础。 展开更多

关键词 厌氧发酵 大肠杆菌 烟酸转磷酸核糖激酶 丙酮酸羧化酶 丁二酸

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利用改性载体固定化大肠杆菌产琥珀酸 被引量：3

8

作者 梅佳军 张常青 +3 位作者 刘嵘明 马江锋 陈可泉 姜岷 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期161-165,192,共6页

采用聚乙烯亚胺(PEI)和戊二醛(GA)对棉纤维进行化学修饰,考察了载体改性后的性能和对固定化大肠杆菌产丁二酸的影响。改性后的载体菌体负载量提高了63.3%。培养基中葡萄糖浓度为43 g/L,添加改性棉纤维120g/L,以MgCO3为缓冲盐,进行批式发... 采用聚乙烯亚胺(PEI)和戊二醛(GA)对棉纤维进行化学修饰,考察了载体改性后的性能和对固定化大肠杆菌产丁二酸的影响。改性后的载体菌体负载量提高了63.3%。培养基中葡萄糖浓度为43 g/L,添加改性棉纤维120g/L,以MgCO3为缓冲盐,进行批式发酵,丁二酸浓度达到29.6 g/L,比未改性棉纤维提高了11.3%;丁二酸收率达到70.5%,比改性前提高了7.5%;丁二酸生产速率达到0.66 g/(L.h),比改性前提高了37.5%。对该材料固载的细胞进行7次重复批式发酵,丁二酸产量、转化率和产率没有下降趋势,具有一定的重复稳定性。 展开更多

关键词 琥珀酸 固定化发酵 载体改性 吸附 聚乙烯亚胺

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大肠杆菌AFP111利用玉米粉全水解液厌氧发酵合成丁二酸 被引量：1

9

作者 张汉文 刘嵘明 +2 位作者 梁丽亚 姜岷 马江锋 《生物加工过程》 CAS 2015年第3期14-19,共6页

利用双酶法制得的玉米粉糖液及制糖过程中玉米糖渣酶解后含氮水解液作为发酵培养基,考察在不添加其他营养物质条件下大肠杆菌(E.coli)AFP111专一厌氧发酵产丁二酸的可能性。结果表明:E.coli AFP111厌氧发酵48 h后,丁二酸质量浓度达到15.... 利用双酶法制得的玉米粉糖液及制糖过程中玉米糖渣酶解后含氮水解液作为发酵培养基,考察在不添加其他营养物质条件下大肠杆菌(E.coli)AFP111专一厌氧发酵产丁二酸的可能性。结果表明:E.coli AFP111厌氧发酵48 h后,丁二酸质量浓度达到15.24 g/L,丁二酸的得率为0.76 g/g。与在LB培养基中发酵相比,产量提高了14.41%。对关键酶酶活和辅因子NAD(H)含量的测定结果显示,能利用玉米粉全水解液的苹果酸脱氢酶(MDH)、磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶(PPC)、PEP羧化激酶(PCK)酶活及辅因子NAD(H)含量分别为0.88 U、0.29 U、0.31 U和15.09μmol/g,均比LB培养基中关键酶酶活和辅因子NAD(H)含量高。由此推测,玉米粉全水解液中关键生长因子(D-生物素、VB1和烟酸)的含量影响了关键酶酶活和辅因子NAD(H)的含量,从而影响丁二酸的产量。在5 L罐中厌氧发酵120 h,利用玉米粉全水解液,丁二酸的得率为0.84 g/g,比利用LB培养基发酵得到的丁二酸得率提高了21.74%。 展开更多

关键词 玉米粉糖液 玉米渣 大肠杆菌 丁二酸 厌氧发酵

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靶向DNA的Ⅱ类CRISPR/Cas系统的蛋白工程化改造 被引量：1

10

作者 梁丽亚 刘嵘明 《合成生物学》 CSCD 2023年第1期86-101,共16页

Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated (Cas) protein是细菌或古细菌特有的一种获得性免疫系统,自从研究人员将其改造为基因编辑工具之后,CRISPR/Cas系统高效的基因编辑能力对生命科... Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated (Cas) protein是细菌或古细菌特有的一种获得性免疫系统,自从研究人员将其改造为基因编辑工具之后,CRISPR/Cas系统高效的基因编辑能力对生命科学、生物工程、生物医药、食品及农业科学等多个领域引发了革命性的影响。然而,研究者们发现CRISPR/Cas系统存在脱靶效应、PAM位点识别范围有限等问题,限制了CRISPR/Cas的应用。为了解决这些问题,针对Cas蛋白进行工程化改造已经成为了优化及开发CRISPR/Cas系统的重要策略。本文以Ⅱ类CRISPR/Cas系统中靶向DNA的CRISPR/Cas9以及CRISPR/Cas12a为例,聚焦近年来针对Cas9和Cas12a蛋白的优化改造方法及相关进展进行系统阐述总结,包括Cas蛋白的工程化改造提升基因编辑特异性及改变PAM识别能力,以CRISPR/Cas系统作为基因定位工具开发新功能,结合外源蛋白调控CRISPR/Cas系统功能。这些工作开发了系列高特异性、高精度的CRISPR/Cas系统,极大地扩展了CRISPR/Cas系统的功能及适用范围,为CRISPR/Cas系统的多领域应用做出了重要贡献。 展开更多

关键词 CRISPR Cas9 Cas12a Cas蛋白质工程 基因编辑

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共表达磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和烟酸转磷酸核糖激酶提高重组大肠杆菌发酵木糖产丁二酸

11

作者 陈旭 梁丽亚 +3 位作者 刘嵘明 万青 吴明科 姜岷 《生物加工过程》 CAS 2015年第1期17-22,共6页

野生型E.coli K12能够在厌氧条件下代谢木糖生长,但是丁二酸不是其主要的代谢终产物。而在E.coli BA203(Δldh A,Δpfl B,Δppc)中,通过过量表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(PCK),即E.coli BA204,使其能够在厌氧条件下利用木糖发酵生产丁... 野生型E.coli K12能够在厌氧条件下代谢木糖生长,但是丁二酸不是其主要的代谢终产物。而在E.coli BA203(Δldh A,Δpfl B,Δppc)中,通过过量表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(PCK),即E.coli BA204,使其能够在厌氧条件下利用木糖发酵生产丁二酸。为了进一步提高生物量及丁二酸的产量,通过过量表达烟酸转磷酸核糖激酶(NAPRTase)提高NAD(H)的生成,从而提高木糖代谢速率。因此采用2种方法构建了共表达烟酸转磷酸核糖激酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶的基因工程菌,即E.coli BA208(BA203/p Trc99a-pnc B-pck)和E.coli BA209(BA203/p Trc99a-pck-trc-pnc B)。通过实验发现:厌氧发酵72 h,BA209消耗16.7 g/L木糖,生成15.8 g/L丁二酸,乙酸含量有所降低,而丙酮酸的量几乎不变。BA209中NAD(H)总量和ATP含量较BA208和BA204都有明显的提高。这为考察NAD(H)和ATP 2种辅因子对重组大肠杆菌利用木糖合成丁二酸的影响提供了研究平台。 展开更多

关键词 磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶 烟酸转磷酸核糖激酶 大肠杆菌 丁二酸 木糖

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微生物发酵生产丁二酸研究进展 被引量：11

12

作者 刘嵘明 梁丽亚 +1 位作者 吴明科 姜岷 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1386-1397,共12页

丁二酸是微生物三羧酸循环中重要的代谢中间产物,广泛用于生物高分子、食品与医药等行业,市场潜在需求量巨大。文中从3个方面归纳了国内外生物基丁二酸研究进展:能够过量积累丁二酸的微生物的发现和筛选,产丁二酸工程菌构建中所采用的... 丁二酸是微生物三羧酸循环中重要的代谢中间产物,广泛用于生物高分子、食品与医药等行业,市场潜在需求量巨大。文中从3个方面归纳了国内外生物基丁二酸研究进展:能够过量积累丁二酸的微生物的发现和筛选,产丁二酸工程菌构建中所采用的基因工程策略及代谢工程技术,丁二酸发酵过程控制与优化。最后,讨论了微生物法生产丁二酸今后的研究方向。 展开更多

关键词 丁二酸 菌种选育 基因工程 代谢工程 过程强化

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过量表达烟酸转磷酸核糖激酶对大肠杆菌NZN111产丁二酸的影响 被引量：9

13

作者 刘嵘明 马江锋 +4 位作者 梁丽亚 徐冰 王光明 张敏 姜岷 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1438-1447,共10页

大肠杆菌NZN111厌氧发酵的主要产物为丁二酸,是发酵生产丁二酸的潜力菌株。但是由于敲除了乳酸脱氢酶的编码基因(ldhA)和丙酮酸甲酸裂解酶的编码基因(pflB),导致辅酶NADH/NAD+不平衡,厌氧条件下不能利用葡萄糖生长代谢。构建烟酸转磷酸... 大肠杆菌NZN111厌氧发酵的主要产物为丁二酸,是发酵生产丁二酸的潜力菌株。但是由于敲除了乳酸脱氢酶的编码基因(ldhA)和丙酮酸甲酸裂解酶的编码基因(pflB),导致辅酶NADH/NAD+不平衡,厌氧条件下不能利用葡萄糖生长代谢。构建烟酸转磷酸核糖激酶的重组菌Escherichia coli NZN111/pTrc99a-pncB,在厌氧摇瓶发酵过程中通过添加0.5 mmol/L的烟酸、0.3 mmol/L的IPTG诱导后重组菌的烟酸转磷酸核糖激酶(Nicotinic acid phosphoribosyl transferase)酶活较出发菌株提高了11倍,辅酶NAD(H)的总量提高了3.85倍,特别是NAD+的浓度提高了5.17倍,NADH/NAD+的比例从0.640下降到0.125,使重组菌株在厌氧条件下具有生长和代谢葡萄糖的能力。 展开更多

关键词 烟酸转磷酸核糖激酶 大肠杆菌NZN111 丁二酸 两阶段发酵

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过量表达苹果酸脱氢酶对大肠杆菌NZN111产丁二酸的影响 被引量：8

14

作者 梁丽亚 马江锋 +4 位作者 刘嵘明 王光明 徐冰 张敏 姜岷 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1005-1012,共8页

大肠杆菌NZN111是敲除了乳酸脱氢酶的编码基因(ldhA)和丙酮酸-甲酸裂解酶的编码基因(pflB)的工程菌,厌氧条件下由于辅酶NAD(H)的不平衡导致其丧失了代谢葡萄糖的能力。构建了苹果酸脱氢酶的重组菌大肠杆菌NZN111/pTrc99a-mdh,在厌氧摇... 大肠杆菌NZN111是敲除了乳酸脱氢酶的编码基因(ldhA)和丙酮酸-甲酸裂解酶的编码基因(pflB)的工程菌,厌氧条件下由于辅酶NAD(H)的不平衡导致其丧失了代谢葡萄糖的能力。构建了苹果酸脱氢酶的重组菌大肠杆菌NZN111/pTrc99a-mdh,在厌氧摇瓶发酵过程中通过0.3 mmol/L的IPTG诱导后重组菌的苹果酸脱氢酶(Malate dehydrogenase,MDH)酶活较出发菌株提高了14.8倍,NADH/NAD+的比例从0.64下降到0.26,同时NAD+和NADH浓度分别提高了1.5倍和0.2倍,厌氧条件下重组菌株具有生长和代谢葡萄糖的能力。采取两阶段发酵,有氧培养至细胞干重6.4 g/L,转厌氧后15 h,葡萄糖消耗14.75 g/L,丁二酸浓度达到15.18 g/L,丁二酸的得率为1.03 g/g葡萄糖,丁二酸的生产强度为1.012 g/(L.h)。 展开更多

关键词 苹果酸脱氢酶 大肠杆菌NZN111 丁二酸 两阶段发酵

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过量表达烟酸单核苷酸腺苷酰转移酶对大肠杆菌NZN111产丁二酸的影响 被引量：6

15

作者 苟冬梅 梁丽亚 +6 位作者 刘嵘明 张常青 吴明科 马江锋 陈可泉 朱建国 姜岷 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1059-1069,共11页

大肠杆菌NZN111是敲除了乳酸脱氢酶的编码基因(ldhA)和丙酮酸-甲酸裂解酶的编码基因(pflB)的发酵生产丁二酸的潜力菌株。厌氧条件下NADH不能及时再生为NAD+,引起胞内辅酶NAD(H)的不平衡,最终导致厌氧条件下菌株不能利用葡萄糖生长代谢。... 大肠杆菌NZN111是敲除了乳酸脱氢酶的编码基因(ldhA)和丙酮酸-甲酸裂解酶的编码基因(pflB)的发酵生产丁二酸的潜力菌株。厌氧条件下NADH不能及时再生为NAD+,引起胞内辅酶NAD(H)的不平衡,最终导致厌氧条件下菌株不能利用葡萄糖生长代谢。nadD为催化NAD(H)合成途径中烟酸单核苷酸(NaMN)生成烟酸腺嘌呤二核苷酸(NaAD)的烟酸单核苷酸腺苷酰转移酶(Nicotinic acid mononucleotide adenylyltransferase,NAMNAT)的编码基因,通过过量表达nadD基因能够提高NAD(H)总量与维持合适的NADH/NAD+比例。文中构建了重组菌E.coli NZN111/pTrc99a-nadD,在厌氧摇瓶发酵过程中通过添加终浓度为1.0 mmol/L的IPTG诱导表达,重组菌E.coli NZN111/pTrc99a-nadD中NAD+和NADH的浓度分别比宿主菌E.coli NZN111提高了3.21倍和1.67倍,NAD(H)总量提高了2.63倍,NADH/NAD+从0.64降低为0.41,使重组菌株恢复了厌氧条件下生长和代谢葡萄糖的能力。重组菌与对照菌相比,72 h内可以消耗14.0 g/L的葡萄糖产6.23 g/L的丁二酸,丁二酸产量增加了19倍。 展开更多

关键词 丁二酸 烟酸单核苷酸腺苷酰转移酶 厌氧发酵 大肠杆菌NZN111 NADH/NAD+

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进化代谢选育高渗透压耐受型产琥珀酸大肠杆菌 被引量：3

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作者 张常青 苟冬梅 +5 位作者 梅佳军 刘嵘明 马江锋 陈可泉 朱建国 姜岷 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1337-1345,共9页

在以碳酸钠为酸中和剂的大肠杆菌两阶段发酵产琥珀酸的过程中,由于Na+的积累造成发酵体系中渗透压的提高,严重抑制了琥珀酸的产物浓度。为了增强大肠杆菌对渗透压的耐受性,考察了利用进化代谢方法筛选高渗透压耐受型高产琥珀酸大肠杆菌... 在以碳酸钠为酸中和剂的大肠杆菌两阶段发酵产琥珀酸的过程中,由于Na+的积累造成发酵体系中渗透压的提高,严重抑制了琥珀酸的产物浓度。为了增强大肠杆菌对渗透压的耐受性,考察了利用进化代谢方法筛选高渗透压耐受型高产琥珀酸大肠杆菌菌株的可行性。进化代谢系统作为一种菌株突变装置,可以使菌体在连续培养条件下以最大的生长速率生长。以NaCl为渗透压调节剂,通过在连续培养装置中逐步提高NaCl浓度使菌体在高渗透压条件下快速生长,最终得到了一株高渗透压耐受型琥珀酸生产菌株Escherichia coli XB4。以碳酸钠为酸中和剂,在7 L发酵罐中利用Escherichia coli XB4进行两阶段发酵,厌氧培养60 h后,琥珀酸产量达到了69.5 g/L,琥珀酸生产速率达到了1.81 g/(L.h),分别比出发菌株提高了18.6%和20%。 展开更多

关键词 琥珀酸 大肠杆菌 渗透压 进化代谢

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烟酸转磷酸核糖激酶和丙酮酸羧化酶共表达对大肠杆菌BA002产丁二酸的影响 被引量：1

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作者 曹伟佳 苟冬梅 +4 位作者 梁丽亚 刘嵘明 陈可泉 马江锋 姜岷 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1855-1859,共5页

大肠杆菌BA002是敲除了乳酸脱氢酶的编码基因(ldhA)和丙酮酸-甲酸裂解酶的编码基因(pflB)的工程菌。厌氧条件下NADH不能及时再生为NAD+,引起胞内辅酶NAD(H)的不平衡,最终导致厌氧条件下菌株不能利用葡萄糖生长代谢。pncB是烟酸转磷酸核... 大肠杆菌BA002是敲除了乳酸脱氢酶的编码基因(ldhA)和丙酮酸-甲酸裂解酶的编码基因(pflB)的工程菌。厌氧条件下NADH不能及时再生为NAD+,引起胞内辅酶NAD(H)的不平衡,最终导致厌氧条件下菌株不能利用葡萄糖生长代谢。pncB是烟酸转磷酸核糖激酶(NAPRTase)的编码基因,通过过量表达pncB基因能够提高NAD(H)总量与维持合适的NADH/NAD+,从而恢复了厌氧条件下重组菌E.coli BA014(BA002/pTrc99a-pncB)的生长和产丁二酸的性能。然而,BA014在厌氧发酵过程中有大量丙酮酸积累,为进一步提高菌株的丁二酸生产能力,减少副产物丙酮酸的生成,共表达NAPRTase和来自于乳酸乳球菌NZ9000中丙酮酸羧化酶(PYC)的编码基因pyc,构建了重组菌E.coli BA016(BA002/pTrc99a-pncB-pyc)。3 L发酵罐结果表明,BA016发酵112 h后,共消耗了35.00 g/L的葡萄糖。发酵结束时,菌体OD600为4.64,产生了25.09 g/L丁二酸。通过共表达pncB和pyc基因,使BA016的丙酮酸积累进一步降低,丁二酸产量进一步提高。 展开更多

关键词 烟酸转磷酸核糖激酶 丙酮酸羧化酶 丁二酸 NADH NAD+ 厌氧发酵

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大肠杆菌AFP111菌体回收连续转化生产丁二酸

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作者 吴明科 刘嵘明 +3 位作者 梁丽亚 马江锋 陈可泉 姜岷 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1875-1879,共5页

在利用大肠杆菌AFP111厌氧发酵生产丁二酸过程中,随着产物丁二酸的不断积累,菌体活力和产酸能力逐渐降低,而通过回收菌体在新鲜培养基中重复发酵,可延长厌氧发酵时间,但是丁二酸生产效率较低。为了提高菌体回收丁二酸的转化效率,通过在... 在利用大肠杆菌AFP111厌氧发酵生产丁二酸过程中,随着产物丁二酸的不断积累,菌体活力和产酸能力逐渐降低,而通过回收菌体在新鲜培养基中重复发酵,可延长厌氧发酵时间,但是丁二酸生产效率较低。为了提高菌体回收丁二酸的转化效率,通过在回收菌体时有氧诱导3 h,以纯水为培养基,进行丁二酸转化发酵。在连续进行3批次的发酵后,丁二酸的总产量和最终收率分别为56.50 g/L和90%,生产速率达到了0.81 g/(L·h),比未诱导情况下的生产速率提高了13%。 展开更多

关键词 大肠杆菌 有氧诱导 丁二酸 菌体回收 发酵

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基于CRISPR/Cas系统的多重基因编辑与调控技术 被引量：3

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作者 樊祥瑞 王俊燕 +1 位作者 梁丽亚 刘嵘明 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2449-2464,共16页

规律成簇的间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)及其相关Cas蛋白所构建的CRISPR/Cas系统是古细菌或细菌中特有的一种获得性免疫系统。研究人员将其开发成基因编辑工具之后,凭借其高... 规律成簇的间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)及其相关Cas蛋白所构建的CRISPR/Cas系统是古细菌或细菌中特有的一种获得性免疫系统。研究人员将其开发成基因编辑工具之后,凭借其高效、精准和通用性强等优点迅速成为合成生物学领域的热门研究方向,在生命科学、生物工程技术、食品科学及农作物育种等多个领域引发了革命性的影响。目前基于CRISPR/Cas系统单基因编辑与调控技术日益完善,但在多重基因编辑和调控方面仍存在挑战。本文聚焦基于CRISPR/Cas系统的多重基因编辑与调控技术开发及应用,针对单个细胞内实现多位点基因编辑或调控和细胞群体内实现多位点基因编辑或调控技术,依据作用原理对其进行了系统总结和阐述,包括基于CRISPR/Cas系统的双链断裂、单链断裂以及多重基因调控技术等。这些工作丰富了多重基因编辑与调控的工具,为CRISPR/Cas系统在多领域的应用作出了贡献。 展开更多

关键词 规律成簇的间隔短回文重复序列及其相关Cas蛋白 可追踪基因编辑技术 碱基编辑器 先导编辑器 基因激活 基因抑制

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常压室温等离子体诱变高效利用木糖产丁二酸菌株 被引量：8

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作者 万青 曹伟佳 +5 位作者 张常青 刘嵘明 梁丽亚 陈可泉 马江锋 姜岷 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1692-1695,共4页

大肠杆菌Escherichia coli AFP111是E.coli NZN111(△pflAB△ldhA)的ptsG自发突变株,其转化1 mol的木糖合成丁二酸的过程中净产生1.67 mol ATP,但是转化1 mol的木糖合成丁二酸的过程中实际需要2.67 mol ATP,因此在厌氧条件下,ATP的供给... 大肠杆菌Escherichia coli AFP111是E.coli NZN111(△pflAB△ldhA)的ptsG自发突变株,其转化1 mol的木糖合成丁二酸的过程中净产生1.67 mol ATP,但是转化1 mol的木糖合成丁二酸的过程中实际需要2.67 mol ATP,因此在厌氧条件下,ATP的供给不足导致E.coli AFP111不能代谢木糖。采用常压室温等离子体射流诱变产丁二酸大肠杆菌菌株,在厌氧条件下,利用以木糖为碳源的M9培养基,筛选得到一株可以代谢木糖并积累丁二酸的突变株DC111。该突变菌株在发酵培养基中,72 h内可以消耗10.52 g/L木糖产6.46 g/L的丁二酸,丁二酸的得率达到了0.78 mol/mol。而且突变株中伴有ATP产生的磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PCK)途径得到加强,PCK的比酶活相对于出发菌株提高了19.33倍,使得其在厌氧条件下能够有足够的ATP供给来代谢木糖发酵产丁二酸。 展开更多

关键词 ATP 常压室温等离子体诱变 木糖 丁二酸

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