基于罗氏真养菌CO 2 固定细胞工厂的构建

发布时间：2021-11-05 09:11

　　碳是作为大气中第四丰富的组份,是构建生命的基本元素。碳循环通过各种生物地球化学循环,在生命形态与环境之间穿梭,维持着地球的稳定与平衡。近代工业革命以来,二氧化碳排放量逐年增加,预计能够在2030年增至4030亿吨,2050年增至5000亿吨。因此人类迫切的需要采取一种有效率的方法避免或缓解由于环境和能源问题所产生对我们不利的影响。Ralstonia eutropha（R.eutropha）具有天然CO2固定能力,因此将其选为基底菌株。主线是更高效的完成从二氧化碳到有机物的生物合成。由于脂肪酸是高能量密度化合物,在工业,药品,营养,化妆品及日用品,组成细胞结构促进细胞膜流动性等方面具有重要作用。因此首先通过异源引入或自源过表达相应的脂肪酸合成代谢途径基因,从而改造其合成通路。最终的改造菌B2（pCT,pFP）在果糖为唯一碳源的条件下能够实现124.48 mg/g的自由脂肪酸的发酵生产,较对照菌H16提高了4倍。随后,为了开发一个真正的以H2,CO2和O2为底物的气体发酵系统,我们组装了相对安全,连续的,实验室剂量的气体发酵系统。H2由氢气发生器供应,并保持H2:O2的比例为7:1,整个系... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 R.eutropha概述
    1.2 脂肪酸的分类,命名和合成途径
    1.3 微生物异源合成脂肪酸的研究进展
    1.4 R.eutropha的CO_2固定机理
    1.5 微生物CO_2固定的研究进展
    1.6 微生物氢化酶的研究进展
    1.7 研究路线和意义
第2章 实验材料和方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 原始菌株和质粒
        2.1.2 改造菌株和质粒
        2.1.3 本文用到的引物
        2.1.4 酶和试剂
        2.1.5 仪器和设备
        2.1.6 常用溶液和培养基
        2.1.7 本文使用的质粒骨架
    2.2 实验方法
        2.2.1 菌株的培养和冻存
        2.2.2 质粒设计和构建
        2.2.3 PCR片段的回收
        2.2.4 质粒转入R.eutropha方法
        2.2.5 合成气连续发酵系统的创建
        2.2.6 合成气生长实验
        2.2.7 脂肪酸和PHB的产量测定
第3章 自养脂肪酸细胞工厂的构建
    3.1 自养发酵系统的创建
    3.2 脂肪酸代谢通路的编辑优化
    3.3 R.eutropha改造菌在自养和异样条件下的发酵
第4章 R.eutropha自养生长能力的优化
    4.1 双拷贝CBB操纵子和MBH,SH氢化酶优先级探究
    4.2 二氧化碳固定模块关键酶Rubisco的优化
    4.3 氢化酶模块优化
    4.4 碳酸酐酶对 R.eutropha自养生长的影响
    4.5 CO_2固定水平的评价
第5章 总结与展望
    5.1 本文的研究总结
    5.2 本研究内容展望
参考文献
附录一
附录二
附录三
附录四
附录五
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国经济增长对二氧化碳排放量影响的实证研究[J]. 志学红,赵美芳.  环境与可持续发展. 2018(06)
[2]氢化酶的结构、催化机理及其应用[J]. 张岩,李秀艳.  上海化工. 2011(03)



本文编号：3477511