代谢工程改造谷氨酸棒状杆菌发酵生产纤维素谷氨酸和γ-氨基丁酸

发布时间：2024-02-21 16:08

　　谷氨酸是一种重要的食品添加剂和化工原料,其脱羧反应产物γ-氨基丁酸是一种重要的生物活性物质和聚合材料单体。以来源广泛、价格低廉、可再生的木质纤维素原料替代粮食性淀粉原料发酵生产谷氨酸和γ-氨基丁酸,能够为它们作为化工原料和材料单体的大规模应用奠定坚实基础。然而目前利用木质纤维素原料进行谷氨酸和γ-氨基丁酸发酵的研究极少报道,也没有真正意义上的木质纤维素原料发酵的案例。这可能是由于在复杂的木质纤维素体系下影响谷氨酸和γ-氨基丁酸发酵的关键因素还不明确。为了实现真正意义上的纤维素谷氨酸和γ-氨基丁酸发酵,本论文以干法生物炼制技术为依托,对Corynebacterium glutamicum利用玉米秸秆水解液进行谷氨酸和γ-氨基丁酸发酵的过程进行研究。首先对玉米秸秆水解液中影响谷氨酸发酵的关键因素进行了探究,确定了过量生物素是水解液中C.glutamicum无法正常积累谷氨酸的关键因素。然后对C glutamicum进行代谢工程改造,实现高生物素木质纤维素体系下生产谷氨酸并显著提高了纤维素谷氨酸的发酵性能。最后通过代谢工程改造,解决C.glutamicum发酵γ-氨基丁酸过程中的关键性问题和...

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图３．１谷氨酸棒状杆菌Ｓ９１１４在３０％（ｗ／ｗ）玉米稻秆水解液当中的正常谷氨酸发酵及青霉素诱??导下的谷氨酸发酵情况??Ｆｉｇ．?３．１?Ｎｏｒｍａｌ?ａｎｄ?ｐｅｎｃｉｌｌｉｎ－ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ?ｇｌｕｔａｍｉｃ?ａｃｉｄ?ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｂｙ?Ｃ．?ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ?Ｓ９１１４?ｉｎ?３０％??（ｗ／ｗ）?ｃｏｍ?ｓｔ?

现谷氨酸的生产，并且最终在２５％（ｗ／ｗ）玉米秸秆水解液中生产了?４１．７ｇ／Ｌ谷氨酸。由于??本部分使用的水解液是通过未水洗玉米秸秆原料制备得到，为此我们首先确定了谷氨酸??棒状杆菌在这种水解液中的谷氨酸发酵情况。从结果可以看出（图３．１ａ），菌株在３０％??水解液中的谷氨酸发....

图３．３?６／〇ｒ基因敲除菌株在１５％（ｗ／ｗ）玉米秸秆水解液中的发酵情况??Ｆｉｇｕｒｅ?３．３?Ｇｌｕｔａｍｉｃ?ａｃｉｄ?ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡｂｉｏＹ?ｓｔｒａｉｎ?ｉｎ?１５％（ｗ／ｗ）?ｃｏｍ?ｓｔｏｖｅｒ?ｈｙｄｒｏｌｙｓａｔｅ??注：谷氨酸的发酵在３Ｌ发酵罐中进行，过程中不添加任何诱导剂诱导，具体发酵条件见材?

０?６?１２?１８?２４?３０?３６?４２?４８??Ｔｉｍｅ?（ｈ）??图３．２通过谷氨酸棒状杆菌Ｓ９１１４?ＭｓｃＣＧ羧基端截取和ｂｉｏＹ基因敲除诱导谷氨酸分泌??Ｆｉｇ．?３．２?Ｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇ?ｏｆ?ｇｌｕｔａｍｉｃ?ａｃｉｄ?ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ?ｂｙ?Ｃ－ｔｅ....

图３．４?Ｍ／ｄ基因ＲＢＳ序列替换对谷氨酸发酵的影响??Ｆｉｇ．?３．４?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ＲＢＳ?ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｏｄｈＡ?ｏｎ?ｇｌｕｔａｍｉｃ?ａｃ?

０?８?１６?２４?３２?４０?４８?５６?６４?７２??Ｔｉｍｅ?（ｈ）??图３．３?６／〇ｒ基因敲除菌株在１５％（ｗ／ｗ）玉米秸秆水解液中的发酵情况??Ｆｉｇｕｒｅ?３．３?Ｇｌｕｔａｍｉｃ?ａｃｉｄ?ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡｂｉｏＹ?ｓｔｒａｉｎ?ｉｎ?１....

本文编号：3905658