隨著石油資源的日益枯竭以及石油基材料對環(huán)境的破環(huán),開發(fā)綠色環(huán)保的生物材料已成為目前綠色化工的一個重要研究方向。聚乳酸是一種綠色環(huán)保的生物基材料,因其具有良好的生物相容性和生物可降解性使其在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥及食品行業(yè)均有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的聚乳酸合成工藝采用乳酸單體到丙交酯再到聚乳酸的化學法聚合法,存在工藝單元多、生產(chǎn)成本較高、環(huán)境污染等問題。本研究以大腸桿菌為出發(fā)菌株,利用染色體重組技術(shù)和代謝工程改造技術(shù)構(gòu)建了可以制備聚乳酸的工程大腸桿菌。該工程菌整合了糖-乳酰輔酶A-聚乳酸的代謝通路,構(gòu)建了以葡萄糖為底物一步法發(fā)酵制備聚乳酸的生物合成途徑;本研究同時確定了通過索氏提取與冰甲醇沉淀相結(jié)合的方法從大腸桿菌中分離聚乳酸的分離工藝,并通過核磁共振和紅外圖譜表征了制備的聚乳酸產(chǎn)物。丙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶和PHA合成酶是聚乳酸合成途徑中的的兩個關(guān)鍵酶。本研究篩選了來自假單胞菌（Pseudomonas sp.MBEL 6-19）的II型PHA合成酶和來自色素桿菌屬（Chromobacterium sp.USM2）的I型PHA合成酶進行發(fā)酵,含有I型PHA合成酶所得聚乳酸產(chǎn)量為0.85 wt%,分子量為2108... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

開環(huán)聚合和縮聚法合成聚乳酸

成存在混合不均勻的問題，因此也限制其分子量。第四，PHA 合成酶只接R）-構(gòu)型的 HA-CoAs，因此，生物法合成的聚乳酸及其共聚物的單體有單學活性，其材料性質(zhì)易控。第五，聚乳酸中剩余的丙交酯單體引起的聚乳合物加工問題不存在，因為在通過微生物合成的含乳酸酯的聚合物中不存反應(yīng)的殘留單體。Yang 等人通過工程大腸桿菌表達了不同的二型 PHA 合成酶，包括假單胞（Pseudomonas）61-3，綠針假單胞菌（P.chlororaphis）,惡臭假單胞菌（tida ） KT2440 ，樹脂假單胞菌（ P. resinovorans ）和銅綠假單胞菌（ruginosa）PAO1，但是聚乳酸產(chǎn)量較低[41]。盡管生物法合成聚乳酸有很多，但是與典型的化學方法相比，其也存在需要解決的幾個問題。聚合物合間存在鏈終止的現(xiàn)象，這會限制聚乳酸的分子量。而且細菌的生產(chǎn)率低，酸在細胞中的含量也低。且有研究發(fā)現(xiàn)，隨著乳酸比例的增加，乳酸共聚分子量會降低，這限制了其應(yīng)用。因此，篩選新型的底物特異性強的 PHA酶并通過代謝工程、細胞形態(tài)改造及酶融合等技術(shù)增加聚乳酸的生物合成我們要解決的問題。

16圖 1-3 PHA合成酶的系統(tǒng)進化樹Fig. 1-3 Phylogenetic tree of PHA synthases1.6 細胞分裂及修復原理1.6.1 細胞分裂原理細菌中的細胞分裂是通過稱為裂體的大分子機器實現(xiàn)的。通過將微管蛋白同源物 FtsZ 聚合成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，然后置于預(yù)期的分裂位點處的細胞質(zhì)膜附近來啟動裂體的組裝。FtsZ 是由兩個由中央核心螺旋分開的球狀結(jié)構(gòu)域組成的細胞質(zhì)蛋白。盡管序列相似性水平較低，但 FtsZ 的三級結(jié)構(gòu)與微管蛋白的三級結(jié)構(gòu)非常相似，這這些蛋白來自同源提供理論依據(jù)。此外，F(xiàn)tsZ 通過單個亞基的頭尾結(jié)合聚合成微管蛋白樣原絲。FtsZ 與微管蛋白一樣是一種自我激活的 GTP 酶：將來自一個亞基的堿基的協(xié)同環(huán)插入下面亞基的核苷酸結(jié)合位點，將催化殘基

【參考文獻】：
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