生物氧化生产十三碳二元酸的代谢网络分析及优化

来源 :清华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yjq360124
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
长链α,ω-二元酸是一种多用途的重要化工原料,广泛用于香料、聚合物以及粘合剂等化工产品的生产。热带假丝酵母(CandidaTropicalis)可以利用相应的烷烃和脂肪酸来合成从C11到C18的长链二元酸。该文以十三碳二元酸的生物法合成为研究对象,分别建立了热带假丝酵母生长期和产酸期的代谢网络模型,并在代谢流分析的基础上对菌种进行了优化筛选,对发酵工艺进行了合理的改进。 首先建立了热带假丝酵母F10-1生长期的代谢网络模型。根据底物的不同用途,进一步建立了热带假丝酵母在产酸期的动力学模型,由此得出烷烃在α,ω-氧化过程中的几次过膜所需要的能量为21ATP,并首次估算出了以烷烃为单一碳源的发酵过程中,最高理论摩尔转化率为64%,最高理论质量转化率为85%。在产酸期动力学模型的基础上,建立了热带假丝酵母F10-1产酸期的代谢网络模型。 构建了针对烷烃β-氧化减弱型和α、ω-氧化增强型菌株的筛选体系,即“两步浓缩法”和“双重影印技术”。通过这种体系,烷烃降解能力减弱以及产酸能力增强的1株优选菌株被高效地筛选出来。 对过氧化氢影响传氧和产酸的过程与机理进行了研究。摇瓶实验表明,加入适量的过氧化氢可以促进产酸。当过氧化氢加入量为2mM时,热带假丝酵母的产酸量比对照提高了30%。在发酵罐放大实验中,流加过氧化氢的发酵罐比对照罐产酸提高了14.5%。通过对过氧化氢促进产酸的机理的研究表明: (1)过氧化氢,作为分子底物氧,可以减少气-液传质阻力,增加分子氧的供给。 (2)过氧化氢可以高效诱导细胞色素P450酶这-α,ω-氧化关键酶。 (3)当过氧化氢存在时,细胞可以通过更加有效的过氧化氢旁路途径来氧化烷烃。 进一步对P450酶进行了强化诱导研究。烷烃、Fe3+对P450酶有一定的诱导作用,苯巴比妥钠(SPB)、邻苯二甲酸异辛酯(MEHP)对P450酶没有诱导作用。对双诱导作用进行的研究表明,MEHP+烷烃对P450酶有很好的诱导作用。 建立了AOX酶的酶活检测方法,对AOX酶的底物特异性研究表明,热带假丝酵母CT1-12的AOX酶对十二碳醇有最高的活性,十三碳醇次之,而对其它链长的一元醇的活性则很弱。AOX酶催化十二碳醇氧化反应的动力学方程为v=0.0202cs/5.123+cs。过氧化氢对AOX酶具有一定的诱导作用,在2mM的H2O2诱导下,AOX酶活可以提高65.7%。 在进入产酸期48小时后补加蔗糖对产酸有明显的促进作用,在加入1%蔗糖的实验中,二元酸的产量提高了17.3%,烷烃的转化率最高达到了74%。丙二酸、氯丙嗪、2-溴代辛酸对β-氧化都有抑制作用。在控制一定浓度的情况下,都能够使产酸和烷烃转化率同时提高。
其他文献
本文将ACA生物微胶囊技术应用于木糖醇发酵,研究了木糖醇的微囊化发酵方法。 本文首先对ACA微胶囊的制备工艺进行了一般性的研究。利用简单液滴发生装置,制备了直径为2.5mm左右、机械强度为约13g/个的ACA生物微胶囊。对微胶囊性能的考察还发现,使用分子量约3万,浓度为0.6%,pH为5.5的壳聚糖溶液,当控制成膜时间15min左右、液化时间30min时,制得的微胶囊强度较好、内部液化完全。
该文系统研究了克鲁氏假丝酵母生产甘油和海藻糖的生理代谢特性以及热冲击,氧限制和高渗透压对其生理代谢的调控作用,并提出了有效的调控策略.首先考查了克鲁氏假丝酵母合成
会议
学位
本文通过对荣华二采区10
期刊
随着电动汽车以及新能源的大力发展,锂空气电池因其超高的理论能量密度而备受关注。然而,如何解决能量效率低以及循环稳定性差等问题仍然是目前锂空气电池发展中所面临的挑战。
隔板塔作为一种分离多组分混合物质设备中能耗最低、分离效率最高的设备,受到专家学者的广泛关注,同时也是精馏节能技术前沿研究热点之一。但是隔板塔的内部结构复杂,自由度多,是致使隔板塔无法进行工业化量产主要原因。隔板塔两侧的气相调配比作为隔板塔内重要的优化参数,不仅关系到产品浓度还直接影响着隔板塔能耗的高低。为解决隔板塔气体分配比的调节问题,本课题组提出了气相调配装置,本文在此基础上针对该装置在隔板塔中
学位