论文总字数：19401字

摘 要

渗透压补偿性溶质是一种存在于细胞内的小分子物质。它不影响细胞里其它生物大分子正常的生理功能，能够帮助菌株于高渗透压环境下正常进行代谢活动。在嗜盐菌，尤其是中度嗜盐菌的菌株中，四氢嘧啶就是一种十分常见的渗透压补偿溶质。在医药、食品、化妆品、生物制剂、酶制剂、农业和化学合成药物以及有机电子材料等方面，四氢嘧啶都有着极高的应用价值和广阔的发展前景，其研究备受关注。现在，为了获得最大产量的四氢嘧啶，人们对菌种的选择和制备工艺进行了大量的研究。但四氢嘧啶是嗜盐菌的胞内产物，其产量低，分离提取的生产成本高，限制了四氢嘧啶的推广应用。所以，研究增产措施具有重要意义。

本文以L-天冬氨酸钠盐和甘油为底物，采用全细胞催化的方法生产四氢嘧啶。对于四氢嘧啶合成途径中的三个关键酶进行分别表达，调整全细胞催化过程中各个重组菌体的投料的比例组成，初探了产四氢嘧啶最合适条件。为今后大规模、高效率生产四氢嘧啶提供思路。

关键词：嗜盐菌 四氢嘧啶 全细胞催化

Abstract

Osmotic pressure compensation solutes are those that are compatible with the intracellular system without affecting the function of other biological macromolecules. Among them, ectoine is a osmotic compensating solute commonly found in moderately halophilic bacteria. Ectoine has great application value and wide application prospects in the fields of pharmacy, food, cosmetics, biological preparations, enzyme preparations, agricultural and chemical synthetic drugs, and organic electronic materials. Its research has attracted attention. At present, people are investing a lot of interest in strain selection and preparation process in order to obtain the maximum yield of ectoine. However, ectoine is an intracellular product of halophilic bacteria, its yield is low, and the production cost of isolation and extraction is high, which restricts its popularization and application. Therefore, the study of increasing yield is of great significance.
In this paper, L-aspartic acid sodium salt is used as a substrate to produce ectoine using whole cell catalysis. The three key enzymes in the synthesis pathway of ectoine were optimized for expression, the proportion of each enzyme in the whole-cell catalysis process was adjusted, and the most suitable conditions for the production of ectoine were explored. Provide ideas for the future large-scale, high-efficiency production of ectoine.

Key words：Halophilic bacteria; Ectoine; Whole-cell catalysis.

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 嗜盐菌 1

1.1.1 嗜盐微生物 1

1.1.2 嗜盐菌嗜盐机理及特性 1

1.1.3相容性溶质 1

1.2 四氢嘧啶的性质及生物合成途径 2

1.2.1 四氢嘧啶的化学性质 2

1.2.2 四氢嘧啶的合成途径 2

1.3 四氢嘧啶的应用 3

1.3.1 酶、蛋白质和核酸等生物大分子的保护剂 3

1.3.2 细胞保护剂 4

1.3.3 药物制剂 4

1.3.4 化妆品添加剂 4

1.4 制备技术 4

1.4.1 分批发酵与流加发酵 4

1.4.2 细菌挤奶 5

1.4.2 静息细胞技术 5

1.5 本论文研究意义、内容 5

第二章 材料与方法 7

2.1 实验仪器和试剂 7

2.1.1 主要实验试剂 7

2.1.2主要仪器 8

2.1.3主要溶液 9

2.1.4抗生素 9

2.1.5质粒 9

2.1.6 菌株 9

2.1.7培养基 10

2.2实验方法 10

2.2.1培养方法 10

2.2.2生物量测定 11

2.2.3细胞干重测定 11

2.2.4目的菌株的基因组DNA的提取 11

2.2.5 DNA片段的 PCR 扩增 11

2.2.6 扩增 DNA 的纯化回收 12

2.2.7 质粒的提取 12

2.2.8 质粒的酶切及重组构建 12

2.2.9大肠杆菌化学转化法感受态的制备 13

2.2.10大肠杆菌感受态的化学转化法 13

2.2.11 液相色谱法检测发酵液四氢嘧啶的浓度 13

第三章 结果与讨论 15

3.1 四氢嘧啶合成基因簇的筛选 15

3.2 重组菌的构建 16

3.3全细胞催化 18

展望 20

参考文献 21

致谢 23

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