丙酮酸（pyruvic acid）是細(xì)胞代謝的關(guān)鍵中間產(chǎn)物,也是一種重要的有機酸,被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。近年來,發(fā)酵法生產(chǎn)丙酮酸受到國內(nèi)外學(xué)者的密切關(guān)注。在眾多已發(fā)現(xiàn)的丙酮酸生產(chǎn)菌株中,光滑球擬酵母（Candida glabrata）因具有高葡萄糖和酸耐受性,被認(rèn)為是最具應(yīng)用前景的丙酮酸生產(chǎn)菌株。然而,該菌株的丙酮酸發(fā)酵過程存在副產(chǎn)物形成機制不明確、胞內(nèi)中心化合物調(diào)控復(fù)雜和溶氧依賴性強等問題影響了其大規(guī)模生產(chǎn)。本研究以C.glabrata CCTCC M202019為出發(fā)菌株,借助于生化工程和代謝工程策略,鑒定該酵母丙酮酸發(fā)酵過程中的主要副產(chǎn)物及其合成途徑,并在此基礎(chǔ)上提出代謝工程改造C.glabrata中心代謝網(wǎng)絡(luò)的策略來強化丙酮酸合成及改善菌株對低氧環(huán)境的適應(yīng)性。主要研究結(jié)果如下:（1）高通量篩選丙酮酸發(fā)酵過程差異明顯的C.glabrata突變菌株為副產(chǎn)物鑒定提供基礎(chǔ)。結(jié)合ARTP隨機誘變和硝酸鐵多孔板檢測技術(shù)建立了一種高通量篩選丙酮酸發(fā)酵過程差異明顯突變菌株的方法。進(jìn)一步結(jié)合QPix 420全自動挑菌儀和全自動移液工作站等自動化儀器,提高了該方法的篩選通量和... 

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【學(xué)位級別】：博士

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丙酮酸代謝途徑Figure1-1themetabolicpathwayofpyruvicacid1：己糖激酶；2：葡萄糖-6-磷酸異構(gòu)酶；3：磷酸果糖激酶；4：醛縮酶；5：3-磷酸甘油醛脫氫酶；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：丙酮酸脫羧酶；

圖 1-2 丙酮酸的主要化學(xué)合成途徑Figure 1-2 the main chemical synthesis pathway of pyruvic acid.A：酒石酸法；B：丙酮法；C：羥基丙酮法；D：電化學(xué)法和 E：乳酸催化氧化法3 生化途徑合成丙酮酸作為丙酮酸生產(chǎn)的另外一種方法，丙酮酸的生物合成法已成為近年來的研究熱合成法包含微生物發(fā)酵法和生物轉(zhuǎn)化法。生物轉(zhuǎn)化法是利用微生物中某些酶的，催化底物分子結(jié)構(gòu)中的某一部分轉(zhuǎn)變?yōu)榕c底物結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)[10]。近年來，

第二章 高通量篩選丙酮酸發(fā)酵過程差異明顯的 C. glabrata 菌株隨機誘變技術(shù)是獲得菌株發(fā)酵過程差異性最直接、高效的方式。誘變技術(shù)目前可以被分為化學(xué)誘變(亞硝基胍和甲磺酸乙酯)和物理誘變(紫外、高能射線、常壓室溫等離子體(ARTP))[72-74]。傳統(tǒng)的篩選技術(shù)因其篩選通量小、耗時長、效率低、人工成本高等缺點在微生物育種方面逐步失去篩選高產(chǎn)目標(biāo)菌株的優(yōu)勢[75-78]。因此，建立一種高通量方法來篩選發(fā)酵過程差異性明顯的菌株是非常有必要的。本章研究結(jié)合隨機誘變和多孔板檢測技術(shù)，建立了一種篩選丙酮酸發(fā)酵過程差異性明顯的 C. glabrata 突變菌株的高通量篩選方法。通過應(yīng)用該高通量篩選方法，獲得了幾株發(fā)酵過程差異性明顯的丙酮酸生產(chǎn)菌株。這些突變菌株的丙酮酸發(fā)酵過程差異性為鑒定 C. glabrata 丙酮酸發(fā)酵過程中的主要代謝副產(chǎn)物提供必要的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3624339