輔因子代謝工程改造谷氨酸棒桿菌合成L-精氨酸
發(fā)布時(shí)間:2022-05-08 17:15
L-精氨酸是一種具有多種特殊生理生化功能的半必需氨基酸,在醫(yī)藥、食品和保健品等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。Corynebacterium glutamicum SNK118是一株經(jīng)過(guò)多次誘變篩選獲得的L-精氨酸工業(yè)生產(chǎn)菌株,5-L發(fā)酵罐補(bǔ)料分批發(fā)酵可產(chǎn)L-精氨酸40.47 g·L?1。本研究通過(guò)全基因組測(cè)序?qū).glutamicum SNK118的遺傳背景進(jìn)行系統(tǒng)分析,并對(duì)其L-精氨酸合成途徑和調(diào)控機(jī)制進(jìn)行研究,基于輔因子工程改造C.glutamicum SNK118提高L-精氨酸的生產(chǎn)效率。(1)為提高L-精氨酸生產(chǎn)途徑中的關(guān)鍵輔酶Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate(NADPH)的供給,將大腸桿菌來(lái)源的pntAB(嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)氫酶)和C.glutamicum ATCC13032來(lái)源的ppnK(NAD+激酶)進(jìn)行串聯(lián)表達(dá),構(gòu)建谷氨酸棒桿菌JML03。在補(bǔ)料分批發(fā)酵80 h后,JML03菌株的L-精氨酸產(chǎn)量為61.13 g·L?1,糖酸轉(zhuǎn)化率為0.34 g·g-1...
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 L-精氨酸的概述
1.1.1 L-精氨酸的理化性質(zhì)
1.1.2 L-精氨酸的生理功能及應(yīng)用
1.1.3 L-精氨酸的生產(chǎn)方法
1.2 谷氨酸棒桿菌合成L-精氨酸的概述
1.2.1 谷氨酸棒桿菌的簡(jiǎn)介
1.2.2 谷氨酸棒桿菌合成L-精氨酸的代謝合成途徑
1.2.3 谷氨酸棒桿菌合成L-精氨酸的代謝調(diào)控機(jī)制
1.3 代謝工程育種
1.3.1 代謝工程概述
1.3.2 輔因子代謝工程
1.3.3 谷氨酸棒桿菌基因敲除載體現(xiàn)狀
1.4 本課題研究的背景、意義和主要內(nèi)容
1.4.1 本課題的來(lái)源
1.4.2 本課題研究的背景及意義
1.4.3 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料和方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 菌株和質(zhì)粒
2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用引物
2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
2.1.4 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.5 主要培養(yǎng)基和溶液
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 異源基因表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)建
2.2.2 異源基因表達(dá)菌株的構(gòu)建
2.2.3 敲除質(zhì)粒的構(gòu)建
2.2.4 敲除菌株的構(gòu)建
2.2.5 谷氨酸棒桿菌的搖瓶發(fā)酵
2.2.6 谷氨酸棒桿菌的補(bǔ)料分批發(fā)酵
2.2.7 菌體生長(zhǎng)量、葡萄糖含量、精氨酸濃度等發(fā)酵參數(shù)的測(cè)定
2.2.8 嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)氫酶活性測(cè)定
2.2.9 胞內(nèi)輔酶濃度的測(cè)定
第三章 結(jié)果與討論
3.1 谷氨酸棒桿菌重組菌的構(gòu)建
3.1.1 異源基因表達(dá)菌株的構(gòu)建
3.1.2 敲除菌株的構(gòu)建
3.1.3 高產(chǎn)L-精氨酸谷氨酸棒桿菌重組菌的構(gòu)建
3.2 異源基因表達(dá)對(duì)L-精氨酸發(fā)酵的影響
3.2.1 pntAB的異源表達(dá)對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.2.2 ppnK的異源表達(dá)對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.2.3 pntAB和ppnK串聯(lián)表達(dá)對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.3 基因敲除對(duì)L-精氨酸發(fā)酵的影響
3.3.1 argR的敲除對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.3.2 farR的敲除對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.3.3 ldh的敲除對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.4 高產(chǎn)L-精氨酸谷氨酸棒桿菌重組菌的發(fā)酵
主要結(jié)論和展望
主要結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄1:實(shí)驗(yàn)中所用的引物
附錄2:標(biāo)準(zhǔn)曲線
NADPH標(biāo)準(zhǔn)曲線
NADP~+標(biāo)準(zhǔn)曲線
葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線
L-精氨酸標(biāo)準(zhǔn)曲線
附錄3:作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]L-精氨酸生物合成機(jī)制及其代謝工程育種研究進(jìn)展[J]. 程功,徐建中,張偉國(guó). 微生物學(xué)通報(bào). 2016(06)
[2]一種載體構(gòu)建的新方法:重組融合PCR法[J]. 鄺翡婷,袁定陽(yáng),李莉,李新奇. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2012(06)
[3]谷氨酸棒桿菌NAD激酶的過(guò)表達(dá)對(duì)L-異亮氨酸合成的促進(jìn)作用[J]. 還曉靜,李坤,史鋒,王小元. 生物工程學(xué)報(bào). 2012(09)
[4]生產(chǎn)L-精氨酸的脯氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的選育[J]. 陳曉博,羅雪粵,張淑榮,張鵬. 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(06)
[5]從頭發(fā)中提取L-精氨酸的研究[J]. 尹剛明,李冰,蔡妙顏,唐德松,歐陽(yáng)玉祝. 現(xiàn)代食品科技. 2008(09)
[6]發(fā)酵液中L-精氨酸的檢測(cè)方法[J]. 賀小賢,孫瑩,陳合. 食品與藥品. 2007(01)
[7]L-精氨酸高產(chǎn)菌的選育及基于代謝流量分布的育種機(jī)制[J]. 許正宏,熊筱晶,竇文芳,陶文沂. 工業(yè)微生物. 2006(04)
[8]N+注入L-精氨酸產(chǎn)生菌誘變育種的研究[J]. 趙俊平,黃繼紅,和晶亮,王新春,王華南. 發(fā)酵科技通訊. 2006(02)
[9]發(fā)酵液中L-精氨酸定量檢測(cè)方法的研究[J]. 郝剛,錢(qián)和. 食品工業(yè)科技. 2005(02)
[10]L-精氨酸高產(chǎn)菌的誘變育種及其搖瓶產(chǎn)酸條件[J]. 熊筱晶,竇文芳,許正宏,陶文沂. 無(wú)錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào)(食品與生物技術(shù)). 2003(02)
碩士論文
[1]Gibson Assembly方法的構(gòu)建及MEP途徑的組合優(yōu)化[D]. 劉樂(lè)山.上海醫(yī)藥工業(yè)研究院 2017
[2]谷氨酸棒狀桿菌基因敲除系統(tǒng)的構(gòu)建[D]. 譚延振.江南大學(xué) 2012
本文編號(hào):3652055
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 L-精氨酸的概述
1.1.1 L-精氨酸的理化性質(zhì)
1.1.2 L-精氨酸的生理功能及應(yīng)用
1.1.3 L-精氨酸的生產(chǎn)方法
1.2 谷氨酸棒桿菌合成L-精氨酸的概述
1.2.1 谷氨酸棒桿菌的簡(jiǎn)介
1.2.2 谷氨酸棒桿菌合成L-精氨酸的代謝合成途徑
1.2.3 谷氨酸棒桿菌合成L-精氨酸的代謝調(diào)控機(jī)制
1.3 代謝工程育種
1.3.1 代謝工程概述
1.3.2 輔因子代謝工程
1.3.3 谷氨酸棒桿菌基因敲除載體現(xiàn)狀
1.4 本課題研究的背景、意義和主要內(nèi)容
1.4.1 本課題的來(lái)源
1.4.2 本課題研究的背景及意義
1.4.3 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料和方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 菌株和質(zhì)粒
2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用引物
2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
2.1.4 實(shí)驗(yàn)試劑
2.1.5 主要培養(yǎng)基和溶液
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 異源基因表達(dá)質(zhì)粒的構(gòu)建
2.2.2 異源基因表達(dá)菌株的構(gòu)建
2.2.3 敲除質(zhì)粒的構(gòu)建
2.2.4 敲除菌株的構(gòu)建
2.2.5 谷氨酸棒桿菌的搖瓶發(fā)酵
2.2.6 谷氨酸棒桿菌的補(bǔ)料分批發(fā)酵
2.2.7 菌體生長(zhǎng)量、葡萄糖含量、精氨酸濃度等發(fā)酵參數(shù)的測(cè)定
2.2.8 嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)氫酶活性測(cè)定
2.2.9 胞內(nèi)輔酶濃度的測(cè)定
第三章 結(jié)果與討論
3.1 谷氨酸棒桿菌重組菌的構(gòu)建
3.1.1 異源基因表達(dá)菌株的構(gòu)建
3.1.2 敲除菌株的構(gòu)建
3.1.3 高產(chǎn)L-精氨酸谷氨酸棒桿菌重組菌的構(gòu)建
3.2 異源基因表達(dá)對(duì)L-精氨酸發(fā)酵的影響
3.2.1 pntAB的異源表達(dá)對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.2.2 ppnK的異源表達(dá)對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.2.3 pntAB和ppnK串聯(lián)表達(dá)對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.3 基因敲除對(duì)L-精氨酸發(fā)酵的影響
3.3.1 argR的敲除對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.3.2 farR的敲除對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.3.3 ldh的敲除對(duì)菌株合成L-精氨酸的影響
3.4 高產(chǎn)L-精氨酸谷氨酸棒桿菌重組菌的發(fā)酵
主要結(jié)論和展望
主要結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄1:實(shí)驗(yàn)中所用的引物
附錄2:標(biāo)準(zhǔn)曲線
NADPH標(biāo)準(zhǔn)曲線
NADP~+標(biāo)準(zhǔn)曲線
葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線
L-精氨酸標(biāo)準(zhǔn)曲線
附錄3:作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]L-精氨酸生物合成機(jī)制及其代謝工程育種研究進(jìn)展[J]. 程功,徐建中,張偉國(guó). 微生物學(xué)通報(bào). 2016(06)
[2]一種載體構(gòu)建的新方法:重組融合PCR法[J]. 鄺翡婷,袁定陽(yáng),李莉,李新奇. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2012(06)
[3]谷氨酸棒桿菌NAD激酶的過(guò)表達(dá)對(duì)L-異亮氨酸合成的促進(jìn)作用[J]. 還曉靜,李坤,史鋒,王小元. 生物工程學(xué)報(bào). 2012(09)
[4]生產(chǎn)L-精氨酸的脯氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的選育[J]. 陳曉博,羅雪粵,張淑榮,張鵬. 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(06)
[5]從頭發(fā)中提取L-精氨酸的研究[J]. 尹剛明,李冰,蔡妙顏,唐德松,歐陽(yáng)玉祝. 現(xiàn)代食品科技. 2008(09)
[6]發(fā)酵液中L-精氨酸的檢測(cè)方法[J]. 賀小賢,孫瑩,陳合. 食品與藥品. 2007(01)
[7]L-精氨酸高產(chǎn)菌的選育及基于代謝流量分布的育種機(jī)制[J]. 許正宏,熊筱晶,竇文芳,陶文沂. 工業(yè)微生物. 2006(04)
[8]N+注入L-精氨酸產(chǎn)生菌誘變育種的研究[J]. 趙俊平,黃繼紅,和晶亮,王新春,王華南. 發(fā)酵科技通訊. 2006(02)
[9]發(fā)酵液中L-精氨酸定量檢測(cè)方法的研究[J]. 郝剛,錢(qián)和. 食品工業(yè)科技. 2005(02)
[10]L-精氨酸高產(chǎn)菌的誘變育種及其搖瓶產(chǎn)酸條件[J]. 熊筱晶,竇文芳,許正宏,陶文沂. 無(wú)錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào)(食品與生物技術(shù)). 2003(02)
碩士論文
[1]Gibson Assembly方法的構(gòu)建及MEP途徑的組合優(yōu)化[D]. 劉樂(lè)山.上海醫(yī)藥工業(yè)研究院 2017
[2]谷氨酸棒狀桿菌基因敲除系統(tǒng)的構(gòu)建[D]. 譚延振.江南大學(xué) 2012
本文編號(hào):3652055
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hxgylw/3652055.html
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