2,3-丁二醇是一種重要的生物基產(chǎn)品,在化工、能源、食品和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有較多的應(yīng)用。目前,利用微生物法合成2,3-丁二醇已經(jīng)達到了一個較高的水平,降低培養(yǎng)基原料生產(chǎn)成本也已成為一個重要課題。木質(zhì)纖維素來源廣泛,木糖是木質(zhì)纖維素水解液中第二豐富的糖,篩選和構(gòu)建能夠以木質(zhì)纖維素或者其水解液等為原料的生產(chǎn)菌株是現(xiàn)在生物化工領(lǐng)域的研究熱點。粘質(zhì)沙雷氏菌是2,3-丁二醇產(chǎn)量高的潛在工業(yè)生產(chǎn)菌體之一,但該菌木糖代謝能力很低,需要借助構(gòu)建工程菌株等方法提升其木糖利用能力,以降低生產(chǎn)成本。本文圍繞粘質(zhì)沙雷氏菌MG1木糖發(fā)酵生產(chǎn)2,3-丁二醇,在底物木糖利用以及發(fā)酵條件方面開展了研究,主要結(jié)果如下:1.克隆出了木糖代謝途徑的木糖異構(gòu)酶基因,對粘質(zhì)沙雷氏菌木糖生長情況做基礎(chǔ)研究,確定培養(yǎng)基成分為木糖40 g/L、酵母粉5 g/L、NH4H2PO4 3 g/L、檸檬酸鈉14 g/L、乙酸鈉4 g/L、MgSO40.5 g/L、MnSO40.05 g/L。最佳培養(yǎng)條件為5%接種量、溫度為30℃、pH為6.0,在該條件下粘質(zhì)沙雷氏菌MG1能夠利用20 g/L的木糖,能夠產(chǎn)生3.8g/l的2,3-丁二醇。2.構(gòu)建... 

【文章來源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１原核生物木糖代謝途徑Ｗ??Ｆｉｇｌ．?１?Ｘｙｌｏｓｅ?ｍｅｔａｂｏｌｉｃ?ｐａｔｈｗａｙ?ｉｎ?ｐｒｏｋａｒｙｏｔｅｓ??

同步。??ｘ＾ｌｏｓｅ－??Ｘｙｆｏｓｅ??ＮＡＤ｛Ｐ）Ｈ??Ｒｅｄｕｏｔ＾ｓｅ?（ＸＲ）?｜??ｘｙｌｉｌｔｏｌ??Ｘｙｌｉｔｏｌ?叫?ＮＡＤ＋??Ｏｅｔｉｙｃｌｒｏｇｅｒｉ＾ａｓｅ?（ＸＤＨ＞??ｘｙｌｕｌｏｓｅ??Ｘｙｌｔｉｌｏｋｉｎａｓｅ?ＣＸＫ＞??ｒ＞Ｆ－￡ｉ－Ｐ?Ｓ－７－Ｐ?Ｘｕ－５￣Ｐ?＾＝＝＝＞ＰＰＥ??：Ａ＾ａｌ＾Ａ?Ｗ??＝＾??：Ｅ－４－Ｐ?ＧＡＰ＾．?Ｒ－５－Ｐ??：Ｘｕ－Ｓ－Ｐ?Ｆ－＆－Ｐ?ＡＴＰ??＝?????圖１．２真核生物木糖代謝途徑ｍ??Ｆｉｇｌ．２?Ｘｙｌｏｓｅ?ｍｅｔａｂｏｌｉｃ?ｐａｔｈｗａｙ?ｉｎ?ｅｕｋａｒｙｏｔｅｓ??Ｌｕｋｅ?ＲＬａｔｉｍｅｉ＾用５個啟動子去同時調(diào)控每個基因。木糖利用基因包含木糖還原酶、??木糖醇脫氫酶、木酮糖激酶，還有８個磷酸戊糖途徑相關(guān)酶，這１１個基因啟動子庫在??好氧和厭氧條件下得到加強。通過描述增強菌株的特性，發(fā)現(xiàn)：好氧條件下木糖利用三??基因不同啟動子的增強效果依賴于ＰＰＰ途徑基因的表達；需氧富集菌株與厭氧富集菌株??相比在厭氧環(huán)境中選擇環(huán)境更重要；優(yōu)化菌株攜帶突變木糖醇脫氫酶比野生木糖醇脫氫??酶菌體生長比發(fā)酵產(chǎn)物更容易積累。在釀酒酵母中表達畢赤酵母木糖代謝基因木糖利用??全過程基因過表達優(yōu)化效果最好。??Ｙｏｎｇ－Ｓｕ?ＪｉｎＭ等人利用方向代謝工程方法鑒定重組釀酒酵母提高同化木糖的目標??基因。具體來說，創(chuàng)建畢赤酵母基因碎片文庫轉(zhuǎn)入釀酒酵母中表達ＡＴＬ／和ＸＦＬ２基因。??通過－系列的接種轉(zhuǎn)化，１６株轉(zhuǎn)化子驗證具有高的生長率代謝木糖。該１６株菌質(zhì)粒分??析發(fā)現(xiàn)人部分含有Ｕ基因，證實了以前的實驗結(jié)論一

３－ＢＤＯ相對分子量為９０．１２ｇ／ｍｏｌ。理化性質(zhì)為一種無色、無嗅、??有一定粘稠度的液體，具有一定的吸濕性；冰點、沸點和熔點和分別為－６０°Ｃ、１７８－１８２°Ｃ??和２３－２７°Ｃ，能夠與水任意比互溶，且能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，作為聚合??物合成中的常見單體［１７＿１８１。在２，３－丁二醇中有兩個手性碳原子，可以形成三種異構(gòu)??體形式：ｍｅｓｏ－２，３－丁二醇，（２Ｓ，３Ｓ）－２，３－丁二醇（Ｌ－２，３－丁二醇），（２Ｒ，３Ｒ）－２，３－丁二醇??（Ｄ－２，３－丁二醇），（圖１．３）。內(nèi)消旋構(gòu)型不具有光學(xué)活性，后兩種構(gòu)型均具有光學(xué)??活性［１３］。??ＯＨ?ＯＨ?ＯＨ??ＣＨ３??＼?ｃｈ３?：?；?ｃｈ３??ＯＨ?ＯＨ?ＯＨ??Ｌ－＜＋）－２＞Ｂ０?ｍｅｓｏ－２＞ＢＤ?￡Ｈ＊Ｍ３－ＢＤ??Ｄｅｘｔｒｏｒｏｔａｔｏｒｙ?ｆｏｒｍ?Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ?ｉｎａｃｔｉｖｅ?ｆｏｒｍ?Ｌｅｖｏｒｏｔａｔｏｒｙ?ｆｏｒｍ??（２Ｓ，３Ｓ）?（２Ｒ，３Ｒ）??圖１．３?２，３－丁二醇的三種異構(gòu)體結(jié)構(gòu)式??Ｆｉｇ?１．３?Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?２，３－ＢＤ?ｉｓｏｍｅｒｓ??２，３－丁二醇可以作為一種潛在平臺化合物，以替代傳統(tǒng)的平臺化合物?碳四??烴，可以用于大規(guī)模合成甲乙酮和１，３－丁二烯。在醫(yī)藥、涂料、染料、印刷油墨、粘??合劑、煉油等行業(yè)甲乙酮作為良好溶劑［１９－２５】；甲乙酮進一步脫水可形成的１，３－丁二烯，??該物質(zhì)可用Ｔａｂｓ樹脂、ｓｂｓ彈性體、合成橡膠等；其成酯化后可作為聚酯和聚氨酯??的合成前體［？２５１。２，３－丁二醇的氧化產(chǎn)物丁二酮和３－羥基丁酮可作為食用香料使

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3221511