核黄素高产枯草芽孢杆菌选育和发酵优化
发布时间：2021-02-28 01:49
本实验以核黄素工程菌B.subtilis 120和B.subtilis X42为出发菌,通过基因组重排技术获得核黄素工程菌B.subtilis 1-1,随后经过摇瓶发酵培养基优化实现核黄素产量提升。在5L-发酵罐放大培养中,通过优化发酵工艺和培养基组成实现了核黄素产量的进一步提升,在120h的发酵周期内,菌株B.subtilis 1-1核黄素产量达到18.5 g/L,核黄素得率为0.119 g/g葡萄糖。本实验还以B.subtilis 120spc为出发菌,过表达异源β-1,4-木聚糖内切酶和β-木糖甘酶,以及异源木糖利用相关酶,实现了菌株高效利用木聚糖生产核黄素。首先对B.subtilis X42进行复壮,并将其作为亲株一。往B.subtilis 120染色体中引入spc基因用以作为原生质体融合筛选标记,获得的工程菌B.subtilis120spc为亲株二。利用基因组重排技术将两株亲株进行重排,通过筛选获得核黄素高产融合子B.subtilis 1-1。该菌株摇瓶核黄素产量可达7443.66±102.54 mg/L,核黄素得率可达93.87±1.00 mg/g葡萄糖,与亲株B.subt...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
核黄素结构式
图 1-2 枯草芽孢杆菌核黄素合成途径Fig. 1-2 Biosynthetic pathway of riboflavin in B.subtilis 核黄素操纵子草芽孢杆菌核黄素操纵子长约 4.3kb，其结构如图 1-3 所示，共包按照排列顺序分别为 ribG、ribB、ribA、ribH 和 ribT，这些基因与径紧密相关。其中，ribG 用于表达嘧啶还原酶和嘧啶脱氨酶，P 的脱氨反应和 ARPP 的还原反应；ribB 可以表达核黄素合成酶，催黄素；ribA 表达 GTP 环水解酶和 DHBP 合成酶；ribH 表达二氧四；ribT 基因功能尚不清楚，但 Perkins 等[27]发现 ribT 的缺失可以在弱玫瑰黄素突变株核黄素合成能力，由此可推测其与核黄素合成具。核黄素操纵子内部基因由一个一级启动子 P1和两个二级启动子P1与 P2受细胞内核黄素水平调控，过高的浓度将会削弱启动子表
图 1-3 枯草芽孢杆菌核黄素操纵子结构Fig. 1-3 The structure of the rib operon in B.subtilis除上述核黄素操纵子包含的 5 个基因以外，枯草芽孢杆菌还存在其他一些基因与核黄素合成紧密相关，主要有 ribC、ribR 和 yapA 等。ribC 基因能够表达核黄素激酶和 FAD 合成酶，这两种酶可以催化核黄素生成 FMN 和 FAD[35,36]；ribR 可以表达核黄素激酶，与 ribC 基因表达的核黄素激酶是同工酶，用于催化 FMN 的合成；而 yapA 则表达核黄素运输蛋白，保证细胞内不过量积累核黄素[37, 38]。1.3.3 枯草芽孢杆菌核黄素高产菌株构建策略枯草芽孢杆菌是核黄素工业生产的重要菌株，常见的高产核黄素生产菌株构建有以下三个策略：1）通过诱变育种筛选获得核黄素高产菌株；2）通过提高枯草芽孢杆菌中核黄素操纵子表达水平提高菌株核黄素积累能力；3）通过提高核
【参考文献】：
期刊论文
[1]代谢工程在核黄素生产上的应用[J]. 李晓静,段云霞. 中国生物工程杂志. 2011(02)
[2]Screening and breeding of high taxol producing fungi by genome shuffling[J]. ZHAO Kai, PING WenXiang, ZHANG LiNa, LIU Jun, LIN Yan, JIN Tao & ZHOU DongPo Laboratory of Microbiology, College of Life Science, Heilongjiang University, Harbin 150080, China. Science in China（Series C:Life Sciences）. 2008(03)
[3]Effect of Riboflavin Operon Dosage on Riboflavin Productivity in Bacillus Subtilis[J]. 陈涛,陈洵,王靖宇,赵学明. Transactions of Tianjin University. 2005(01)
博士论文
[1]基于比较基因组学和转录组学的枯草芽孢杆菌过量积累核黄素遗传机理研究[D]. 王光路.天津大学 2014
[2]枯草芽孢杆菌核黄素操纵子及呼吸链的代谢工程改造[D]. 李晓静.天津大学 2006
硕士论文
[1]产核黄素枯草芽孢杆菌的代谢工程研究[D]. 王永成.天津大学 2015
[2]枯草芽孢杆菌X42产核黄素发酵过程优化[D]. 蔺兴法.天津大学 2010
本文编号：3055126
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
核黄素结构式
图 1-2 枯草芽孢杆菌核黄素合成途径Fig. 1-2 Biosynthetic pathway of riboflavin in B.subtilis 核黄素操纵子草芽孢杆菌核黄素操纵子长约 4.3kb，其结构如图 1-3 所示，共包按照排列顺序分别为 ribG、ribB、ribA、ribH 和 ribT，这些基因与径紧密相关。其中，ribG 用于表达嘧啶还原酶和嘧啶脱氨酶，P 的脱氨反应和 ARPP 的还原反应；ribB 可以表达核黄素合成酶，催黄素；ribA 表达 GTP 环水解酶和 DHBP 合成酶；ribH 表达二氧四；ribT 基因功能尚不清楚，但 Perkins 等[27]发现 ribT 的缺失可以在弱玫瑰黄素突变株核黄素合成能力，由此可推测其与核黄素合成具。核黄素操纵子内部基因由一个一级启动子 P1和两个二级启动子P1与 P2受细胞内核黄素水平调控，过高的浓度将会削弱启动子表
图 1-3 枯草芽孢杆菌核黄素操纵子结构Fig. 1-3 The structure of the rib operon in B.subtilis除上述核黄素操纵子包含的 5 个基因以外，枯草芽孢杆菌还存在其他一些基因与核黄素合成紧密相关，主要有 ribC、ribR 和 yapA 等。ribC 基因能够表达核黄素激酶和 FAD 合成酶，这两种酶可以催化核黄素生成 FMN 和 FAD[35,36]；ribR 可以表达核黄素激酶，与 ribC 基因表达的核黄素激酶是同工酶，用于催化 FMN 的合成；而 yapA 则表达核黄素运输蛋白，保证细胞内不过量积累核黄素[37, 38]。1.3.3 枯草芽孢杆菌核黄素高产菌株构建策略枯草芽孢杆菌是核黄素工业生产的重要菌株，常见的高产核黄素生产菌株构建有以下三个策略：1）通过诱变育种筛选获得核黄素高产菌株；2）通过提高枯草芽孢杆菌中核黄素操纵子表达水平提高菌株核黄素积累能力；3）通过提高核
【参考文献】：
期刊论文
[1]代谢工程在核黄素生产上的应用[J]. 李晓静,段云霞. 中国生物工程杂志. 2011(02)
[2]Screening and breeding of high taxol producing fungi by genome shuffling[J]. ZHAO Kai, PING WenXiang, ZHANG LiNa, LIU Jun, LIN Yan, JIN Tao & ZHOU DongPo Laboratory of Microbiology, College of Life Science, Heilongjiang University, Harbin 150080, China. Science in China（Series C:Life Sciences）. 2008(03)
[3]Effect of Riboflavin Operon Dosage on Riboflavin Productivity in Bacillus Subtilis[J]. 陈涛,陈洵,王靖宇,赵学明. Transactions of Tianjin University. 2005(01)
博士论文
[1]基于比较基因组学和转录组学的枯草芽孢杆菌过量积累核黄素遗传机理研究[D]. 王光路.天津大学 2014
[2]枯草芽孢杆菌核黄素操纵子及呼吸链的代谢工程改造[D]. 李晓静.天津大学 2006
硕士论文
[1]产核黄素枯草芽孢杆菌的代谢工程研究[D]. 王永成.天津大学 2015
[2]枯草芽孢杆菌X42产核黄素发酵过程优化[D]. 蔺兴法.天津大学 2010
本文编号：3055126
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3055126.html
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