重组大肠杆菌VG1(pTU14)合成3-羟基丁酸-3-戊酸共聚物的研究

重组大肠杆菌VG1(pTU14)合成3-羟基丁酸-3-戊酸共聚物的研究

一、重组大肠杆菌VG1(pTU14)合成3-羟基丁酸酯-3-羟戊酸酯共聚物的研究(论文文献综述)

刘可可[1](2011)在《微异养混合养下隐藏嗜酸菌DX1-1自养积累PHB基因表达差异及代谢机制研究》文中研究说明聚-β-羟基丁酸酯(poly-β-hydroxybutyrate,以下简称为PHB)是细胞内的一类生物聚酯,是制备“生物可降解塑料”的理想原料。隐藏嗜酸菌株DX1-1(CCTCC M208056)筛自有机质严重缺乏的酸性矿坑水中,是一种兼养性铁还原和硫氧化菌,具备累积体内PHB的能力。为了阐明培养条件对菌株DX1-1生长和PHB累积相关代谢途径的影响机制,开发菌株DX1-1在生长和PHB合成相关的有用基因资源,本文开展了如下研究工作:(1)比较研究了菌株DX1-1在自养(元素硫和/或硫酸铁)、异养(葡萄糖)、微异养(限制性葡萄糖+硫和/或硫酸铁)的混合养条件下的9K基础培养基中的生长和PHB累积情况;(2)克隆和分析了菌株DX1-1生长和PHB累积相关代谢系统功能基因;(3)采用Realtime PCR比较分析了菌株DX1-1在不同能源底物条件下生长和PHB累积相关功能基因的差异表达。取得如下研究结果。在异养条件下,菌株生长良好,能累积胞内PHB,在自养条件下,菌株不累积PHB,且生长较慢,其中在仅含铁(Ⅲ)为能源底物时不生长;在加入有限碳源,如0.1%的葡萄糖的混合养条件下,菌株无论在单质硫和/或硫酸铁的无机能源基质中,都能生长良好以及累积胞内PHB,且比相同限制性浓度的葡萄糖下的异养生长更快,PHB累积更多,在96 h时菌株DX1-1的细胞量为9.89×1 08个/mL,PHB产量为2.07g/L。在这些培养条件下,菌株DX1-1生长和生产PHB递减顺序为:GSF>GS>GF>G>>S,SF>>F(培养基名称参见表2-2)。克隆了菌株DX1-1的1个内标基因和26个生长与PHB累积相关代谢途径基因,分别为:6个PHB积累基因相关基因(包括一个表达相对稳定的基因);10个二氧化碳固定相关基因;7个硫代谢相关基因;3个铁代谢相关基因。相关代谢基因Arcy3030(β-羟基丁酸聚合酶),Arcy2759(聚β-羟基丁酸解聚酶),Arcy0824(核酮糖二磷酸羧化酶),Arcy0626(乙酰辅酶A合成酶), Arcy1318(硫酸腺苷转移酶,亚基2)Arcy 2800(磷酸腺苷磷酸硫酸酯),Arcy2799(亚硫酸盐还原酶p亚基),Arcy0256(ABC型周质铁转运蛋白复合体)在限制性葡萄糖异养的混合养条件下较自养和异养条件均有明显上调。表明在0.1%的有限葡萄糖浓度的混合养情况下,细胞的PHB代谢相关基因更为活跃且利用了空气中的CO2进行了PHB的累积,意味着少量葡萄糖可以促进菌株DX1-1以自养方式积累PHB。

周航,于慧敏,沈忠耀[2](2003)在《重组大肠杆菌VG1(pTU14)合成3-羟基丁酸酯-3-羟戊酸酯共聚物的研究》文中研究表明摇瓶培养结果表明,重组大肠杆菌 E.coli VG1(pTU14)可以在培养基中加入丙酸的环境下合成聚(3-羟基丁酸-3-羟基成酸酯)(PHBV),且丙酸的初浓度和加入时间是影响细菌生长、PHBV积累和产品中HV分率的关键因素。在摇瓶补料分批培养中,通过监测细胞生长、PHBV积累和丙酸的消耗过程,优化并确定了丙酸的补料策略。E.coli VG1(pTU14)经过48 h的摇瓶补料分批培养,菌体干重、PHBV浓度、PHBV含量和HV摩尔分率,分别达到16.6 g/L、13.1 g/L、78.7%和7.2%。PHBV相对于葡萄糖的得率、HV相对于丙酸的得率和PHBV的产率分别为0.327 g/g、0.343 g/g和0.273 g/L/h。

王加宁[3](2002)在《聚3-羟基丁酸酯化学合成工艺的研究》文中研究表明生物可降解塑料代替现有的不可降解塑料,是解决“白色污染”的最有效途径,聚3-羟基丁酸酯(PHB)是一种生物可完全降解塑料,目前主要采用生物发酵法制备,产品价格高,限制了它的推广应用。本文对PHB的化学合成工艺进行了研究,该研究具有重要的环境意义和经济意义。本文研究了3-羟基丁醛液相氧化、3-羟基丁酸酯化、3-羟基丁酸乙酯聚合三步制备PHB的工艺。采用环流反应器代替釜式反应器,对3-羟基丁醛液相氧化制备3-羟基丁酸的工艺进行了研究。自行设计了并加工了下喷式环流反应器并建立了一套氧化法合成3-羟基丁酸的实验装置,通过正交试验,系统研究了反应时间、催化剂用量、溶剂用量、反应温度、反应压力、进气速度对3-羟基丁醛氧化反应的影响,确定了该氧化反应的最佳反应条件,即:反应时间5小时,催化剂用量0.5%(wt%),溶剂用量与物料质量比为1:1,反应温度50℃,反应压力1MPa,进气流率0.3l/min。在最佳反应条件下,氧化反应的转化率为90.86%,收率为88.99%。提出了高效液相色谱检测3-羟基丁醛的含量的分析方法,同时采用乙酯衍生物的气相色谱法测定氧化产物中3-羟基丁酸的含量。本文建立了一套3-羟基丁酸酯化的实验装置,通过对3种催化剂的对比实验,确定了对甲苯磺酸为3-羟基丁酸乙酯化的最合适催化剂,确定了3-羟基丁酸与乙醇酯化的最佳工艺条件为:乙醇:3-羟基丁酸:催化剂的摩尔比为24:20:1,共沸剂为环己烷,脱水剂为无水氧化钙,反应时间3小时,3-羟基丁酸乙酯的收率可达96.6%。本文确定了3-羟基丁酸乙酯本体聚合制备PHB为合适的工业化合成PHB的方法。自行设计了一套制备PHB的实验装置,确定了催化剂B为3-羟基丁酸乙酯聚合制备PHB的最佳催化剂,最佳工艺条件为:反应温度150℃,反应压力10-2Pa以下,随反应时间的延长,产物的摩尔质量升高。本文对化学法合成的PHB进行了生物降解性研究,确定了假单胞杆菌为降解PHB的主要菌类,化学合成的PHB可以被土壤中的细菌完全降解。液体循环速度是环流反应器的主要特征参数之一,为了实现工业放大,本文对自行设计的环流反应器,通过对整个反应器的能量衡算,提出了液体循环速度的估算公式,采用该估算公式对本实验条件下的循环速度进行了估算,并与

吕振华[4](2001)在《以甘蔗糖蜜为原料合成新型生物材料PHA的发酵条件优化》文中研究表明聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHAs)是细菌细胞内的一种多聚物,可分为三种类型:①短链PHAs(以PHB为代表,单体碳原子数为4~5);②中链PHAs(单体碳原子数为 6~16);③含短链与中链单体的PHAs。由于它具有生物可降解性、生物相容性等特征,因而在医学、农业及食品等领域有着潜在的应用前景。 在前期研究中,我们获得了第三代PHA的产生菌—一类产碱假单胞菌YS1(Pseudomonas pseudoalcaligenes YS1)。本文以甘蔗糖蜜为原料,以类产碱假单胞菌 YS1为供试菌株,进行发酵条件的优化,以期获得低成本、高PHA产量的发酵条件。 本文通过甘蔗糖蜜耐受性试验,认为发酵液中甘蔗糖蜜的浓度不宜超过20Og/L。通过碳源(甘蔗糖蜜)、相关碳源(辛酸钠)和外加氮源(硫酸铵)等单因子试验,初步确定了甘蔗糖蜜的浓度范围,相关碳源辛酸钠的用量,以及硫酸铵的添加量。 进行相关碳源(辛酸钠)、碳源(甘蔗糖蜜)、外加氮源(硫酸铵)与接种量(V/V%四因子三水平正交试验,进行直观分析得出的结论是相关碳源(辛酸钠,A)、碳源(甘蔗糖蜜,B)、氮源(硫酸铵,C)和接种量(v/v%,D)四个因子对每升发酵液中细胞干重(cell dry weight,CDW)、PHA合成量和干细胞中PHA的质量百分比(PHA/CDW<W/W%>)三项指标的影响程度是不同的。其中对PHA合成量而言,接种量影响最大,其次是硫酸铵和甘蔗糖蜜浓度,辛酸钠浓度影响最小,D3C1B2A3。是最优化组合。对细胞干重而言,接种量影响最大,其次是辛酸钠和硫酸铵浓度,甘蔗糖蜜浓度影响最小,D3A1C1B2是最优化组合。对PHA/(W/W%)而言,辛酸钠浓度影响最大,其次是接种量和硫酸铵浓度,甘蔗糖蜜浓度影响最小,A3D3C2B2是最优化组合 通过添加葡萄糖以提高还原糖(C)与总氮(N)摩尔比至50:1和100:l, 4 以甘蔗糟蜜为原料台成新型生物材料PHA的发酵条件的优化进行碳源(甘蔗糖蜜)单因子试验,使每升发酵液中PHA产量最高达到二.72499,CDW最高达到3*6 ig,PHAICDW(W/W%)最高达到89.47%。 经过上述发酵条件的优化,在糖蜜浓度为80g/L,辛酸钠浓度为4g/L,添加 gg/乙葡萄糖,使以甘蔗糖蜜为主要碳源时,每升发酵液中短链与中链PHA混合物的产量由单用甘蔗糖蜜发酵时的0.02389/卜提高到2.57249/L,细胞干重由1.64159/L提高到3.4859几,干细胞中的PHA含量由1.446%提高到 73.sl%。

二、重组大肠杆菌VG1(pTU14)合成3-羟基丁酸酯-3-羟戊酸酯共聚物的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、重组大肠杆菌VG1(pTU14)合成3-羟基丁酸酯-3-羟戊酸酯共聚物的研究(论文提纲范文)

(1)微异养混合养下隐藏嗜酸菌DX1-1自养积累PHB基因表达差异及代谢机制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 PHB及其应用
        1.1.1 PHB与传统塑料的优势比较
        1.1.2 PHB的各种应用
    1.2 PHB的生产
        1.2.1 PHB的一般发酵生产
        1.2.2 PHB的基因工程菌发酵生产
        1.2.3 PHB的植物生产
    1.3 PHB的研究进展及趋势
        1.3.1 国内的研究进展
        1.3.2 国外的研究进展
    1.4 A.cryptum DX1-1的特点及产PHB的优势
    1.5 本课题研究的目的及意义
    1.6 研究内容
    1.7 本论文课题资助情况
第二章 不同营养条件对A cryptum DX1-1生长及累积PHB的影响研究
    2.1 引言
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 主要仪器和设备
        2.2.2 菌种
        2.2.3 培养基
        2.2.4 测定方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 电镜透射图下DX1-1累积PHB情况
        2.3.2 不同培养条件下DX1-1生长和PHB累积情况
    2.4 本章小结
第三章 A.cryptum DX1-1生长与PHB累积相关代谢途径关键基因的克隆与序列比对分析
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 主要仪器和设备
        3.2.2 总DNA的提取
        3.2.3 基因的PCR扩增及纯化
        3.2.4 基因的克隆及序列比对分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 代谢相关基因的选择与引物设计
        3.3.2 代谢相关基因的PCR扩增电泳图
        3.3.3 代谢相关基因的克隆和阳性质粒菌体PCR产物电泳分析
        3.3.4 A.cryptum DX1-1相关代谢基因与同源基因相似度分析
        3.3.5 相关代谢基因片段与同源菌序列分析及氨基酸序列比对
    3.4 本章小结
第四章 不同营养条件下A.cryptum DX1-1生长与PHB累积相关功能基因差异表达分析
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 总RNA提取
        4.2.3 逆转录mRNA
        4.2.4 RT-PCR
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 总RNA分析
        4.3.2 Real-time PCR结果
        4.3.3 Realtime PCR结果讨论
    4.4 本章小结
第五章 全文总结
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的研究成果

(2)重组大肠杆菌VG1(pTU14)合成3-羟基丁酸酯-3-羟戊酸酯共聚物的研究(论文提纲范文)

1 实验部分
    1.1 材料和培养方法
    1.2 分析方法
2 结果和讨论
    2.1 重组大肠杆菌中PHBV的代谢途径
    2.2 coli VG1(pTU14)菌合成PHBV的可行性
    2.3 摇瓶培养时加入丙酸对PHBV生产的影响
        2.3.1 丙酸初浓度的影响
        2.3.2 丙酸加入时间的影响
    2.4 补料分批培养中丙酸流加策略的优化
        2.4.1 分批加入丙酸时细菌生长与PHBV的积累
        2.4.2 丙酸补料策略的优化
3 结论

(3)聚3-羟基丁酸酯化学合成工艺的研究(论文提纲范文)

第一章 文献综述
    1.1 生物降解塑料的发展概况
    1.2 聚3-羟基丁酸酯(PHB)及开发前景
        1.2.1 PHB 的生物合成
        1.2.2 PHB 的开发应用前景
    1.3 聚3-羟基丁酸酯性质、用途、来源及研究热点
        1.3.1 PHB 的性质
        1.3.2 PHB 的用途
        1.3.3 PHB 的来源
        1.3.4 PHB 的来源评价
        1.3.5 改善PHB性能的方法
        1.3.6 本实验室前期的工作
    1.4 本文研究的意义和内容
第二章 3-羟基丁酸的化学合成
    2.1 3-羟基丁酸的性质及制备方法
        2.1.1 3-羟基丁酸的物理化学性质
        2.1.2 3-羟基丁酸的制备方法
    2.2 原料3-羟基丁醛的制备
        2.2.1 3-羟基丁醛的物理化学性质
        2.2.2 3-羟基丁醛的制备工艺
        2.2.3 3-羟基丁醛的分析方法
        2.2.4 分析方法的确定
        2.2.5 3-羟基丁醛的精制
    2.3 3-羟基丁酸的化学合成
        2.3.1 实验原理和实验方案
        2.3.2 氧化反应实验装置及方法
        2.3.3 3-羟基丁酸的分析
        2.3.4 氧化反应正交实验
        2.3.5 正交实验的最佳反应条件的确定
    2.4 小结
第三章 3-羟基丁酸的酯化研究
    3.1 3-羟基丁酸乙酯的制备方法
        3.1.1 生化法
        3.1.2 化学法合成3-羟基丁酸乙酯
        3.1.3 酯化反应的催化剂
    3.2 原料的精制
    3.3 酯化实验方案的确定及产品的检测
    3.4 酯化反应实验装置及方法
    3.5 酯化反应最佳反应条件的确定
    3.6 结论
第四章 聚羟基丁酸酯的化学合成
    4.1 PHB 的化学合成途径
    4.2 3-羟基丁酸酯的纯化
    4.3 聚合实验方案的确定
    4.4 聚合物相对摩尔质量的测定
        4.4.1 羟值的测定
        4.4.2 特性粘度法测定相对摩尔质量
    4.5 聚合反应实验装置和方法
    4.6 聚合实验结果及延伸实验
    4.7 聚合实验的结论
第五章 聚合物PHB 的生物降解性研究
    5.1 PHB 降解理论
        5.1.1 PHB 的细胞降解机制
        5.1.2 PHB 的热性质研究
        5.1.3 PHB 的毒性实验
        5.1.4 本节小结
    5.2 生物降解性能的评价方法
        5.2.1 野外环境实验
        5.2.2 环境微生物试验
        5.2.3 特定单独分离的微生物的体外试验
        5.2.4 特定单独分离的酶的体外试验
        5.2.5 本文生物降解性能评价方法的确定
    5.3 材料与方法
        5.3.1 材料
        5.3.2 方法
    5.4 实验结果及讨论
        5.4.1 已知微生物对PHB 的降解
        5.4.2 土壤中降解PHB 的微生物
    5.5 结论
第六章 环流反应器的设计及参数估算
    6.1 环流反应器国内外研究现状
    6.2 环流反应器的设计
    6.3 环流反应器参数的估算
        6.3.1 液体循环速度(U r )估算公式的推导
        6.3.2 液体循环速度的估算
        6.3.3 传氧速率的估算
    6.4 小结
    符号说明
第七章 汽液相平衡数据的测定与计算
    7.1 汽液相平衡(VLE)测定方法
        7.1.1 VLE 测定方法的划分
        7.1.2 直接法测VLE
        7.1.3 间接法测VLE
    7.2 实验部分
        7.2.1 实验原料
        7.2.2 实验方法
        7.2.3 分析方法
        7.2.4 实验结果
        7.2.5 实验物料纯度
    7.3 热力学一致性检验
    7.4 实验数据计算
        7.4.1 热力学计算依据
        7.4.2 计算结果
    7.5 本章小结
    本文结论
参考文献
发表论文及专利情况
科研及完成课题情况
致谢

(4)以甘蔗糖蜜为原料合成新型生物材料PHA的发酵条件优化(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
前 言(INTRODUCTION )
一、 材料与方法(MATERIALS AND METHODS) METHODS)
    1. 菌种
    2. 培养基
    3. 培养方法
    4. 分析测试方法
    5. 主要仪器和设备
二、 结果与讨论(RESULTS AND DISCUSSION)
    1. 甘蔗糖蜜成分测定
    2. 甘蔗糖蜜发酵可行性试验
    3. 甘蔗糖蜜耐受性试验
    4. 甘蔗糖蜜碳源单因子试验
        4.l 甘蔗糖蜜碳源单因子试验一(2g/L辛酸钠)
        4.2 甘蔗糖蜜碳源单因子试验二(4g/L辛酸钠)
    5. 氮源单因子试验
    6. 辛酸钠单因子试验
    7. 正交试验
=50:1)'>8. YS1碳源(甘蔗糖蜜)单因子实验(2g/L辛酸钠)(添加葡萄糖至 C:N>=50:1)
=100:1)'>9. YS1碳源(甘蔗糖蜜)单因于实验(2g/l辛酸钠)(添加葡萄糖至 C:N>=100:1)
= 50:l)'>10. YS1碳源(甘蔗糖蜜)单因子实验(4g/L辛酸钠)(添加葡萄糖至 C:N>= 50:l)
=100:l)'>11. YSI碳源(甘蔗糖蜜)单因子实验(4g/二辛酸钠)(添加葡萄糖至C:N>=100:l)
三、 结论(CONCLUSIONS)
四、 文献综述(SUMMARY OF LITERATURES)
    1. PHA的生物合成
        1.1 合成 pHA的主要微生物
        1.2 PHA 的生物学功能
        1.3 PHA的合成酶学
        1.4 PHA的合成途径
        1.5 中心代谢途径与 PHAs合成的关系
        1.6 影响 PHA共聚物合成的因素
    2. PHA的应用开发研究
    3. PHA的发酵生产
        3.1 PHA的发酵类型
        3.2 细菌发酵生产PHA的生产强度
        3.3 细菌细胞中 PHA的百分含量
        3.4 碳源和PHA的产量
        3.5 其他影响PHA发酵生产成本的因素
    4. PHA的回收提取方法
    5 结语
参考文献(LITERATURES)

四、重组大肠杆菌VG1(pTU14)合成3-羟基丁酸酯-3-羟戊酸酯共聚物的研究(论文参考文献)

  • [1]微异养混合养下隐藏嗜酸菌DX1-1自养积累PHB基因表达差异及代谢机制研究[D]. 刘可可. 中南大学, 2011(04)
  • [2]重组大肠杆菌VG1(pTU14)合成3-羟基丁酸酯-3-羟戊酸酯共聚物的研究[J]. 周航,于慧敏,沈忠耀. 现代化工, 2003(S1)
  • [3]聚3-羟基丁酸酯化学合成工艺的研究[D]. 王加宁. 天津大学, 2002(11)
  • [4]以甘蔗糖蜜为原料合成新型生物材料PHA的发酵条件优化[D]. 吕振华. 华南热带农业大学, 2001(01)

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重组大肠杆菌VG1(pTU14)合成3-羟基丁酸-3-戊酸共聚物的研究
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