光滑球拟酵母积累丙酮酸关键生理调控机制解析
发布时间：2022-02-14 09:56
丙酮酸（pyruvic acid）是细胞代谢的关键中间产物,也是一种重要的有机酸,被广泛应用于食品工业、农业、医药工业等领域。近年来,发酵法生产丙酮酸受到国内外学者的密切关注。在众多已发现的丙酮酸生产菌株中,光滑球拟酵母（Candida glabrata）因具有高葡萄糖和酸耐受性,被认为是最具应用前景的丙酮酸生产菌株。然而,该菌株的丙酮酸发酵过程存在副产物形成机制不明确、胞内中心化合物调控复杂和溶氧依赖性强等问题影响了其大规模生产。本研究以C.glabrata CCTCC M202019为出发菌株,借助于生化工程和代谢工程策略,鉴定该酵母丙酮酸发酵过程中的主要副产物及其合成途径,并在此基础上提出代谢工程改造C.glabrata中心代谢网络的策略来强化丙酮酸合成及改善菌株对低氧环境的适应性。主要研究结果如下:（1）高通量筛选丙酮酸发酵过程差异明显的C.glabrata突变菌株为副产物鉴定提供基础。结合ARTP随机诱变和硝酸铁多孔板检测技术建立了一种高通量筛选丙酮酸发酵过程差异明显突变菌株的方法。进一步结合QPix 420全自动挑菌仪和全自动移液工作站等自动化仪器,提高了该方法的筛选通量和...
【文章来源】：江南大学江苏省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
丙酮酸代谢途径Figure1-1themetabolicpathwayofpyruvicacid1：己糖激酶；2：葡萄糖-6-磷酸异构酶；3：磷酸果糖激酶；4：醛缩酶；5：3-磷酸甘油醛脱氢酶；6：磷酸甘油酸激酶；7：磷酸甘油酸激酶；8：烯醇化酶；9：丙酮酸激酶；10：丙酮酸脱羧酶；
图 1-2 丙酮酸的主要化学合成途径Figure 1-2 the main chemical synthesis pathway of pyruvic acid.A：酒石酸法；B：丙酮法；C：羟基丙酮法；D：电化学法和 E：乳酸催化氧化法3 生化途径合成丙酮酸作为丙酮酸生产的另外一种方法，丙酮酸的生物合成法已成为近年来的研究热合成法包含微生物发酵法和生物转化法。生物转化法是利用微生物中某些酶的，催化底物分子结构中的某一部分转变为与底物结构类似的物质[10]。近年来，
第二章 高通量筛选丙酮酸发酵过程差异明显的 C. glabrata 菌株随机诱变技术是获得菌株发酵过程差异性最直接、高效的方式。诱变技术目前可以被分为化学诱变(亚硝基胍和甲磺酸乙酯)和物理诱变(紫外、高能射线、常压室温等离子体(ARTP))[72-74]。传统的筛选技术因其筛选通量小、耗时长、效率低、人工成本高等缺点在微生物育种方面逐步失去筛选高产目标菌株的优势[75-78]。因此，建立一种高通量方法来筛选发酵过程差异性明显的菌株是非常有必要的。本章研究结合随机诱变和多孔板检测技术，建立了一种筛选丙酮酸发酵过程差异性明显的 C. glabrata 突变菌株的高通量筛选方法。通过应用该高通量筛选方法，获得了几株发酵过程差异性明显的丙酮酸生产菌株。这些突变菌株的丙酮酸发酵过程差异性为鉴定 C. glabrata 丙酮酸发酵过程中的主要代谢副产物提供必要的基础。
【参考文献】：
期刊论文
[1]剪切力敏感型微生物形态塑造及其在柠檬酸发酵中的应用[J]. 王宝石,李林波,谭凤玲,付小敏,张明霞. 食品与发酵工业. 2018(12)
[2]产琥珀酸重组解脂酵母发酵副产物乙酸的代谢控制[J]. 高翠娟,郑亚琴. 生物工程学报. 2018(03)
[3]生物法制备有机酸研究进展[J]. 刘晶晶,刘延峰,李江华,刘龙,堵国成,陈坚. 生物产业技术. 2017(06)
[4]不同溶氧对谷氨酸棒杆菌代谢的影响[J]. 杨艳坤,王芬,孙杨,刘秀霞,白仲虎. 微生物学通报. 2016(11)
[5]硫酸苯酚法测定燕窝及常见伪品中多糖含量[J]. 李耿,梁月亮,张健润,苏振宁,戴洁,刘鹏,赖小平. 中国中医药现代远程教育. 2014(15)
[6]磷对丙酮酸发酵生产影响作用研究[J]. 胡晓冰,林标声. 河南师范大学学报(自然科学版). 2011(01)
[7]细菌多糖的生物合成机制[J]. 陈蕾蕾,王未名,祝清俊,杜方岭. 微生物学报. 2010(12)
[8]发酵法生产丙酮酸的工艺条件优化研究[J]. 郭英,付涛. 石家庄职业技术学院学报. 2010(02)
[9]异源表达NADH选择性氧化酶提高光滑球拟酵母酵解速率及丙酮酸生产强度[J]. 秦义,董志姚,周景文,刘立明,陈坚. 微生物学报. 2009(11)
[10]基于动力学模型的丙酮酸分批发酵温度控制策略[J]. 许庆龙,刘立明,史仲平,堵国成,陈坚. 化工学报. 2008(08)
博士论文
[1]解脂亚洛酵母积累α-酮戊二酸关键生理调控机制解析[D]. 郭洪伟.江南大学 2015
[2]系统代谢工程改造光滑球拟酵母生产富马酸[D]. 陈修来.江南大学 2015
[3]系统代谢工程改造光滑球拟酵母生产3-羟基丁酮[D]. 李树波.江南大学 2014
[4]光滑球拟酵母中糖酵解效率与丙酮酸合成的调控研究[D]. 刘立明.江南大学 2006
本文编号：3624339
【文章来源】：江南大学江苏省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
丙酮酸代谢途径Figure1-1themetabolicpathwayofpyruvicacid1：己糖激酶；2：葡萄糖-6-磷酸异构酶；3：磷酸果糖激酶；4：醛缩酶；5：3-磷酸甘油醛脱氢酶；6：磷酸甘油酸激酶；7：磷酸甘油酸激酶；8：烯醇化酶；9：丙酮酸激酶；10：丙酮酸脱羧酶；
图 1-2 丙酮酸的主要化学合成途径Figure 1-2 the main chemical synthesis pathway of pyruvic acid.A：酒石酸法；B：丙酮法；C：羟基丙酮法；D：电化学法和 E：乳酸催化氧化法3 生化途径合成丙酮酸作为丙酮酸生产的另外一种方法，丙酮酸的生物合成法已成为近年来的研究热合成法包含微生物发酵法和生物转化法。生物转化法是利用微生物中某些酶的，催化底物分子结构中的某一部分转变为与底物结构类似的物质[10]。近年来，
第二章 高通量筛选丙酮酸发酵过程差异明显的 C. glabrata 菌株随机诱变技术是获得菌株发酵过程差异性最直接、高效的方式。诱变技术目前可以被分为化学诱变(亚硝基胍和甲磺酸乙酯)和物理诱变(紫外、高能射线、常压室温等离子体(ARTP))[72-74]。传统的筛选技术因其筛选通量小、耗时长、效率低、人工成本高等缺点在微生物育种方面逐步失去筛选高产目标菌株的优势[75-78]。因此，建立一种高通量方法来筛选发酵过程差异性明显的菌株是非常有必要的。本章研究结合随机诱变和多孔板检测技术，建立了一种筛选丙酮酸发酵过程差异性明显的 C. glabrata 突变菌株的高通量筛选方法。通过应用该高通量筛选方法，获得了几株发酵过程差异性明显的丙酮酸生产菌株。这些突变菌株的丙酮酸发酵过程差异性为鉴定 C. glabrata 丙酮酸发酵过程中的主要代谢副产物提供必要的基础。
【参考文献】：
期刊论文
[1]剪切力敏感型微生物形态塑造及其在柠檬酸发酵中的应用[J]. 王宝石,李林波,谭凤玲,付小敏,张明霞. 食品与发酵工业. 2018(12)
[2]产琥珀酸重组解脂酵母发酵副产物乙酸的代谢控制[J]. 高翠娟,郑亚琴. 生物工程学报. 2018(03)
[3]生物法制备有机酸研究进展[J]. 刘晶晶,刘延峰,李江华,刘龙,堵国成,陈坚. 生物产业技术. 2017(06)
[4]不同溶氧对谷氨酸棒杆菌代谢的影响[J]. 杨艳坤,王芬,孙杨,刘秀霞,白仲虎. 微生物学通报. 2016(11)
[5]硫酸苯酚法测定燕窝及常见伪品中多糖含量[J]. 李耿,梁月亮,张健润,苏振宁,戴洁,刘鹏,赖小平. 中国中医药现代远程教育. 2014(15)
[6]磷对丙酮酸发酵生产影响作用研究[J]. 胡晓冰,林标声. 河南师范大学学报(自然科学版). 2011(01)
[7]细菌多糖的生物合成机制[J]. 陈蕾蕾,王未名,祝清俊,杜方岭. 微生物学报. 2010(12)
[8]发酵法生产丙酮酸的工艺条件优化研究[J]. 郭英,付涛. 石家庄职业技术学院学报. 2010(02)
[9]异源表达NADH选择性氧化酶提高光滑球拟酵母酵解速率及丙酮酸生产强度[J]. 秦义,董志姚,周景文,刘立明,陈坚. 微生物学报. 2009(11)
[10]基于动力学模型的丙酮酸分批发酵温度控制策略[J]. 许庆龙,刘立明,史仲平,堵国成,陈坚. 化工学报. 2008(08)
博士论文
[1]解脂亚洛酵母积累α-酮戊二酸关键生理调控机制解析[D]. 郭洪伟.江南大学 2015
[2]系统代谢工程改造光滑球拟酵母生产富马酸[D]. 陈修来.江南大学 2015
[3]系统代谢工程改造光滑球拟酵母生产3-羟基丁酮[D]. 李树波.江南大学 2014
[4]光滑球拟酵母中糖酵解效率与丙酮酸合成的调控研究[D]. 刘立明.江南大学 2006
本文编号：3624339
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