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以级联反应为基础的多酶共固定载体研究进展

化工进展 2023年第6期42卷 3167-3176页

作者：张耀丹孙若溪陈鹏程江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

多酶共固定体系以级联反应体系为基础,将两种或两种以上的酶固定在同一载体上,具有较高的原子经济性和可持续利用性,已成为材料科学、生命科学、生物医药等多种领域的研究热点。选择适宜的载体材料是提高多酶共固定体系催化效率最基本... 详细信息

多酶共固定体系以级联反应体系为基础,将两种或两种以上的酶固定在同一载体上,具有较高的原子经济性和可持续利用性,已成为材料科学、生命科学、生物医药等多种领域的研究热点。选择适宜的载体材料是提高多酶共固定体系催化效率最基本也是最重要的途径。本文以葡萄糖氧化酶和辣根过氧化物酶构建的级联反应作为研究对象,分别从随机固定、分区域固定以及定向固定这三种不同的载体和酶之间的作用形式入手,概述了目前用于多酶共固定体系的载体研究进展。最后分析了多酶共固定领域目前存在的局限和挑战,以期为更多多酶共固定体系提供研究思路。

关键词：级联反应酶固定化多酶共固定化载体材料

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ε-聚赖氨酸的抑菌机制及其在食品防腐保鲜中的应用

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中国食品学报 2023年第3期23卷 390-405页

作者：张重阳陈旭升工业生物技术教育部重点实验室、江南大学生物工程学院江苏无锡214122

ε-聚赖氨酸(ε-PL)是我国于2014年批准的一种天然食品防腐剂,因抑菌谱广、水溶性强、安全性高、耐高温和稳定性好等优良特征,而成为天然食品防腐剂替代化学食品防腐剂的关键品种。本文首先介绍ε-PL理化与生物学性质以及微生物生产方法... 详细信息

ε-聚赖氨酸(ε-PL)是我国于2014年批准的一种天然食品防腐剂,因抑菌谱广、水溶性强、安全性高、耐高温和稳定性好等优良特征,而成为天然食品防腐剂替代化学食品防腐剂的关键品种。本文首先介绍ε-PL理化与生物学性质以及微生物生产方法,随后,综述近10年国内外学者在ε-PL抑菌机制和食品防腐保鲜方面应用取得的最新进展,最后对当前ε-PL在我国食品工业中的应用瓶颈进行剖析并展望未来的研究重点,为其的广泛应用提供参考。

关键词：天然食品防腐剂 ε-聚赖氨酸抑菌机制食品防腐

磷源对产甘油假丝酵母发酵生产甘油的影响及动力学分析

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化工学报 2005年第12期56卷 2404-2409页

作者：谢涛方慧英诸葛健江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214036

The effects of two different phosphorus sources, corn steep liquor（CSL）and KH2PO4, on the growth of Candida glycerinogenes and glycerol production in batch fermentations were investigated. The glucose consumption in glycerol production, cell growth, maintenance, and byproducts formation during different fermentation phases was also analyzed *** results showed that the influence of CSL on cell growth and glucose consumption was so prominent that even minor variation of its quality or quantity caused much difference in experimental results. It was also found that the relationship between glycerol synthesis and cell growth was very close with CSL as phosphorus source,while it was rather loose with KH2PO4 as phosphorus source. With the increase in phosphorus concentration,glucose consumption in cell growth and maintenance was kept basically stable during the whole fermentation process. However,glucose consumption in glycerol production gradually decreased,and the byproducts which were mainly formed during the rapid growth phase increased. Further studies indicated that the yield of glycerol on glucose reached the peak of 53.44 % and 52.76 % with 14 g·L -1 CSL and 0.57 g·L -1 KH2PO4, *** the yield of byproducts also decreased to the minimum value of 5.84 % and 4.25 %, respectively.

关键词：磷源产甘油假丝酵母甘油动力学分析

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发酵过程多尺度解析与调控的研究进展

生物工程学报 2019年第10期35卷 2003-2013页

作者：刘延峰李雪良张晓龙徐显皓刘龙堵国成江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室江南大学工业生物技术教育部重点实验室

工业发酵科学致力于实现高产量、高转化率和高生产强度的相对统一。通过从分子、细胞和反应器进行发酵过程多尺度解析与调控,实施全局与动态的优化与控制能够确保发酵过程高效、转化定向、过程稳定和系统有序。本文从发酵微生物代谢途... 详细信息

工业发酵科学致力于实现高产量、高转化率和高生产强度的相对统一。通过从分子、细胞和反应器进行发酵过程多尺度解析与调控,实施全局与动态的优化与控制能够确保发酵过程高效、转化定向、过程稳定和系统有序。本文从发酵微生物代谢途径动力学模型、细胞代谢特性、发酵提取相耦合与反应器设计四个方面,总结和讨论发酵过程多尺度解析与调控的研究进展。整合分析发酵过程不同尺度特征并且针对性地开展多尺度整合调控是实现高效工业微生物发酵的重要策略。

关键词：动力学模型细胞代谢特性发酵提取相耦合反应器设计

圆二色谱表征芥蓝抗坏血酸过氧化物酶变性过程中的结构变化

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光谱学与光谱分析 2014年第11期34卷 3062-3065页

作者：席加富唐蕾张建华张宏建陈旭升毛忠贵江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学生物工程学院江苏无锡214122

圆二色谱(CD)是一种特殊的吸收光谱,蛋白质的二级结构如α-螺旋、β-折叠、β-转角在远紫外区(190~250nm)都具有特征性的CD图谱。为了了解芥蓝抗坏血酸过氧化物酶(BaAPX)在变性过程中活性变化和结构变化的关系,动态监测了不同时间、温... 详细信息

圆二色谱(CD)是一种特殊的吸收光谱,蛋白质的二级结构如α-螺旋、β-折叠、β-转角在远紫外区(190~250nm)都具有特征性的CD图谱。为了了解芥蓝抗坏血酸过氧化物酶(BaAPX)在变性过程中活性变化和结构变化的关系,动态监测了不同时间、温度及浓度条件下BaAPX的比酶活及远紫外CD图谱,并利用CD分析软件Dichroweb计算了BaAPX中四种二级结构的百分含量。结果表明:BaAPX属于全α型蛋白,α-螺旋的百分含量与比酶活之间存在比较明显的正相关关系。在低浓度低温的变性过程中,BaAPX发生了初始态(N态)→α-螺旋最少态(R态)一步结构变化;在高浓度低温的变性过程中,BaAPX发生了N态→平衡态(T态)一步结构变化;在热处理后低温复性的变性过程中,BaAPX发生了N态→R态→T态两步结构变化。

关键词：圆二色谱芥蓝抗坏血酸过氧化物酶变性结构变化

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动态调控元件及其在微生物代谢工程中的应用

化工学报 2018年第1期69卷 272-281页

作者：武耀康刘延峰李江华堵国成刘龙陈坚江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

代谢工程是通过对代谢途径的设计、构建与优化,进行营养品、药品、生物燃料以及化工产品等各种生物基产品合成的关键技术。传统的改造策略如基因的敲除、弱化与过表达会造成代谢流的失衡,而利用微生物自身的调控方式和调控元件,构建合... 详细信息

代谢工程是通过对代谢途径的设计、构建与优化,进行营养品、药品、生物燃料以及化工产品等各种生物基产品合成的关键技术。传统的改造策略如基因的敲除、弱化与过表达会造成代谢流的失衡,而利用微生物自身的调控方式和调控元件,构建合成调控元件,对代谢途径进行动态调控,可以平衡细胞生长与产物合成,从而实现高产量、高底物转化率与高生产强度的统一。利用微生物在转录水平对于外界环境以及胞内代谢物浓度的变化的响应机制,以及在转录后水平通过顺式及反式作用元件的调控,和在蛋白质水平通过途径酶的别构调节以及对蛋白质降解速率的调节,都能开发出相应的动态调控元件并对微生物的代谢进行动态调控。本文分别从转录水平、转录后水平及蛋白质水平3个层次总结了目前常见的一些动态调控元件,并对其在微生物代谢工程中的应用进行了介绍。

关键词：代谢工程调控元件合成生物学动态调控生物技术生化工程

产1,3-丙二醇新型重组大肠杆菌JM109(pHsh-dhaB-yqhD)的构建及其转化甘油

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化工学报 2006年第12期57卷 2920-2925页

作者：张晓梅诸葛斌谢涛唐雪明方慧英诸葛健江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214036

利用温控载体pHsh将编码甘油脱水酶的基因dhaB和编码1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的基因yqhD串联构建重组质粒pHsh-dhaB-yqhD,将其转化大肠杆菌得到新型产1,3-丙二醇重组大肠杆菌JM109(pHsh-dhaB-yqhD),并对影响该重组菌发酵的营养因子... 详细信息

利用温控载体pHsh将编码甘油脱水酶的基因dhaB和编码1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的基因yqhD串联构建重组质粒pHsh-dhaB-yqhD,将其转化大肠杆菌得到新型产1,3-丙二醇重组大肠杆菌JM109(pHsh-dhaB-yqhD),并对影响该重组菌发酵的营养因子进行研究.实验结果表明:该重组菌转化甘油合成1,3-丙二醇的适宜培养基组成为甘油60g·L-1、酵母膏5·0g·L-1、维生素B120·05g·L-1以及KH2PO47·5g·L-1;以此培养基在5L发酵罐上进行放大,1,3-丙二醇产量、转化率和生产能力分别达到43·26g·L-1、72·2%和1·55g·L-1·h-1.

关键词： 1, 3-丙二醇重组大肠杆菌甘油营养因子

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大肠杆菌生产琥珀酸的代谢工程研究进展

过程工程学报 2007年第4期7卷 840-846页

作者：詹晓北陈设郑志永江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

琥珀酸是一种重要的化工原料,具有广阔的市场.微生物发酵法生产琥珀酸可以解决常规化学合成法对石油的依赖.代谢工程的兴起使重组大肠杆菌生产琥珀酸变为可能,也取得了一定的成效,但是其发酵强度还不够高,且过程中伴随着其他有机酸的积... 详细信息

琥珀酸是一种重要的化工原料,具有广阔的市场.微生物发酵法生产琥珀酸可以解决常规化学合成法对石油的依赖.代谢工程的兴起使重组大肠杆菌生产琥珀酸变为可能,也取得了一定的成效,但是其发酵强度还不够高,且过程中伴随着其他有机酸的积累,因此还不适于工业化生产.代谢工程以系统生物学为基础,为重组大肠杆菌的进一步改造提供了更合理的依据.本工作以大肠杆菌生产琥珀酸所涉及的关键酶、代谢途径及其改造为对象,系统综述了大肠杆菌生产琥珀酸所涉及的代谢工程技术及其最新研究进展,并探讨了将来的发展前景.

关键词：代谢工程琥珀酸大肠杆菌

基于动力学模型的丙酮酸分批发酵温度控制策略

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化工学报 2008年第8期59卷 2065-2070页

作者：许庆龙刘立明史仲平堵国成陈坚江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

在对不同温度下Torulopsis glabrata分批发酵生产丙酮酸过程进行详尽分析的基础上,建立丙酮酸分批发酵动力学模型,并分析了温度与动力学参数之间的函数关系,提出***高产量、高产率和高强度发酵生产丙酮酸的温度控制轨迹：在发酵初始阶段... 详细信息

在对不同温度下Torulopsis glabrata分批发酵生产丙酮酸过程进行详尽分析的基础上,建立丙酮酸分批发酵动力学模型,并分析了温度与动力学参数之间的函数关系,提出***高产量、高产率和高强度发酵生产丙酮酸的温度控制轨迹：在发酵初始阶段（0-8h）控制发酵温度为34℃以维持较高的菌体生长速率和丙酮酸合成速率;发酵中期（8-42h）,逐步将发酵温度降到27℃以获取代谢流强化和细胞衰亡之间的最佳平衡;然后维持27℃至发酵结束以提高细胞后续产酸能力。采用这一最佳温度控制轨迹,丙酮酸产量（89.4g·L^-1）、对葡萄糖产率（0.76g·g^-1）和生产强度（1.32g·L^-1·h^-1）比30℃恒温发酵分别提高了25.7%、16.9%和48.3%。

关键词：光滑球拟酵母动力学模型温度控制策略