分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2017-09-20
摘要： 微生物燃料电池（Microbial Fuel Cells, 简称MFCs）是一种利用产电微生物作为催化剂，将有机物（无机物）中的化学能直接转化为电能的生物反应器，在生物产能和处理废水方面具有广阔的应用前景。 课题组以天津泰达污水处理厂的污泥为接种物，启动并运行MFCs。从阳极富集的生物膜上分离得到了多个分离株。其中，分离株P2-A-1和P2-A-5表现出较高的电化学活性，经鉴定后分别归属于Tolumonas osonensis 和Kocuria rhizophila，这是该种属微生物产电性能的首次报道。除了产电条件的优化，细胞的通透化处理是提高MFCs输出功率的有效手段，化学剂处理增加了菌体对电极的粘附效率，降低了MFCs内阻，增大了细胞通透性和细胞膜流动性，增加了关键电子载体CoQ10含量。通过构建膜包裹型MFCs、阳极液的循环伏安扫描及GC-MS成分分析，明确菌株的胞外电子传递机制。以模式产电微生物铜绿假单胞菌为对象，利用全局转录机制工程将系列内源和外源全局转录因子导入铜绿假单胞菌，利用代谢工程的思路，强化胞内电子的产生和胞外电子的传递，探讨高产电活性工程菌株的构建新策略和新方法。其中，外源全局转录因子IrrE的导入能显著提高铜绿假单胞菌的产电性能和环境压力耐受性。进一步分析发现，该转录因子的导入对中心代谢途径相关基因、生物膜相关基因、中介体合成相关基因、群体感应系统以及一般胁迫响应相关基因等的表达水平产生明显的影响。说明IrrE在宿主生物中发挥着全局调控作用。课题成果对于丰富产电微生物的多样性，提高微生物燃料电池的输出功率具有重要的意义。
分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2017-09-20
摘要： 甾体激素类药物是目前临床上用量仅次于抗生素的第二大类药物。甾体化合物C1,2脱氢反应是工业上采用微生物转化法生产甾体药物的典型代表。其中，简单节杆菌（Arthrobacter simplex）以专一性高、反应速率快等优点已成为工业生产中普遍使用的微生物菌株。同时转化反应多是采用添加有机溶剂的方法（一般是乙醇，浓度为4%）促进疏水性底物的溶解，但有机溶剂的用量会对微生物造成不利影响而受到严格控制，这大大限制了转化体系中底物的投料量，最终影响产率。为了突破这一瓶颈，迫切的需要构建适用于工业化应用的高有机溶剂耐性的微生物菌株。 本论文将来源于耐辐射异常球菌的全局转录因子IrrE导入简单节杆菌，结果发现，IrrE表达对菌株的生长代谢及催化酶活力无明显影响，但却显著增强了菌株的有机溶剂耐受性，进而提高其在高浓度有机溶剂和底物转化体系中的生产效率；通过一般胁迫响应相关代谢物含量、关键酶酶活和相关基因转录水平的分析，阐述IrrE表达提高简单节杆菌有机溶剂耐受性能的调控机制；利用启动子工程得到简单节杆菌IrrE差异表达菌株，进一步揭示IrrE表达水平对菌株有机溶剂耐受性的影响，结果发现，随着IrrE表达水平的提高，菌株表现出更好的耐受性。最后对优良启动子突变体介导的IrrE表达菌株PM588的甾体C1,2脱氢反应能力进行评价，发现该菌株在70 g/L的底物醋酸可的松和10%浓度乙醇的转化体系中的醋酸泼尼松生成量达到了20.3 g/L，比原始启动子介导的IrrE表达菌株（12.5 g/L）提高了62.4%，而此条件下含有空质粒的对照菌株已无明显的转化能力。该研究成果为构建高效甾体转化菌株提供新策略，对于完善IrrE在逆境中对宿主的全局调控机制具有重要的科学意义。
点击量
点击量
下载量
评论
