甲醇驱动的环氧丙烷连续生物合成

采用甲醇蒸气作为碳源对甲基弯菌IMV 3011进行驯化培养,然后逐渐增加液态甲醇的浓度使其适应,得到了能耐受甲醇(φ(MeOH)=1%)的甲基弯菌IMV 3011.对甲基弯菌IMV 3011进行甲烷-甲醇共培养可得到大量具有甲烷单加氧酶(MMO)活性的细胞.研究了添加甲醇对甲基弯菌IMV 3011生长和MMO活性的影响,发现甲醇能够促进甲基弯菌IMV3011的生长.在批式反应器中,添加甲醇能够提高甲基弯菌IMV 3011的催化环氧化能力,说明甲醇可以作为电子供体通过再生辅酶NADH驱动环氧丙烷合成.考察了在膜反应器中用细胞悬浮液连续合成环氧丙烷的可行性.结果表明,通过192 h连续抽提产物环氧丙烷,避免了其对环氧化反应的抑制,流出液中环氧丙烷的浓度仍保持在1.35 mmol/L左右.     

甲烷氧化细菌催化二氧化碳生物合成甲醇的研究

甲烷氧化细菌中包含的甲烷单加氧酶(MMO)、甲醇脱氢酶(ADH)、甲醛脱氢酶(FaldDH)、甲酸脱氢酶(FateDH)经过一系列反应能够把甲烷深度氧化生成二氧化碳，并生成一定的能量物质．把二氧化碳还原为甲醇是一个需要能量的过程，目前还没有已知的有机体在温和条件下完成这一反应．研究发现，甲基弯菌Methylosi-nus trichosporium IMV 3011可以催化二氧化碳生物转化生成甲醇．在休眠的悬浮细胞中充人二氧化碳后，反应一段时间在反应液中检测到了甲醇．二氧化碳转化成甲醇是一个需要能量推动的反应，为了补充反应所消耗的能量．反应一段时间后需要用甲烷进行再生，以恢复细胞中的还原当量NADH．我们进行了反应再生的交替连续批式反应，甲醇积累量能够维持在一个比较稳定的水平．理论上，反应不会增加温室效应，这是一个有效的、环境友好的、可恢复的反应过程．     

二氧化碳存在下甲烷氧化细菌催化甲烷生物合成甲醇

 在甲烷单加氧酶和脱氢酶系的作用下,甲烷氧化细菌Methylosinus trichosporium IMV 3011可以把甲烷氧化成二氧化碳. 在反应体系中充入一定比例的二氧化碳后,检测到了甲醇的积累. 混合气中CO2,CH4,O2和N2的体积比为2∶1∶1∶1时甲醇的积累量达到最大. 在超滤膜反应器中进行了连续反应,利用反应混合气产生的压力将生成的甲醇从反应体系中分离. 连续反应198 h后甲醇的积累量没有明显下降.     

有机酸对甲烷利用菌Methylosinus trichosporium IMV3011生物合成聚-3-羟基丁酸酯的影响

为了降低聚-3-羟基丁酸酯(PHB)的生产成本,利用甲烷和甲醇生长的甲烷利用菌是具有研究价值的一类菌种.文章针对如何克服甲烷利用菌IMV3011积累PHB过程中受到制约的因素进行了考察,以改善此菌种生产PHB的能力.研究发现,通过添加适量的三羧酸(TCA)循环的抑制剂——苹果酸可以达到很高PHB产量的目的.在细胞进行两阶段培养过程中,营养平衡和营养受限培养各进行24h,即加入不同浓度的苹果酸(前者控制在5.7×10-4g/L,后者控制在0.03g/L),可以使PHB的积累量达到55%(未添加只能达到40%).实验还通过对PHB合成中所需的酶的活性研究,从一定程度上证明了适当的抑制三羧酸循环对保持PHB合成的酶系的活性将更有利于PHB的合成.     

甲基弯菌IMV 3011整细胞催化甲烷氧化合成甲醇的研究

研究了在甲基弯菌（Methylosimus trichosporium)IMV 3011整细胞催化甲烷制甲醇的反应过程中，菌体浓度、阻断剂乙二胺四乙酸（ethylenediamine tetraacetic acid,简称EDTA）浓度、外源性电子给体、混合气组分及压力与甲醇积累的关系。批式反应的实验结果表明，在菌体浓度为7.4mg/mL时，以2mmol/L EDTA作阻断剂效果最好；作为电子给体，甲酸钠（20mmol/L)的效果优于琥珀酸钠（40mmol/L)，使用前者时的甲醇积累量是用后者时的2.8倍左右；当甲烷与空气的体积比为1：1.7时，转化率为6.0%，甲醇积累量最大；压力选用0.16MPa。连续反应中，于培养基中无铜离子培养的细胞与有铜离子的相比，持续时间长，甲醇积累高（最大产量达374μmol),前者是后者的2倍。     

甲烷氧化细菌生物催化合成聚-β-羟基丁酸酯的分子量调控

在甲烷氧化细菌Methylosinus trichosporium IMV3011细胞内生物催化合成聚-β-羟基丁酸酯(PHB)的过程中,对影响聚合物分子量的各种因素进行了研究.发现碳源、培养基组分NH4+,NO3-,HPO24-,Mg2+,某些导向PHB合成的关键中间产物以及PHB的提取方法均会对PHB的分子量产生影响.同时,通过对胞内PHB合成酶系中关键作用酶的活性变化进行研究,发现β-酮硫解酶催化着控制进入PHB循环入口的关键反应,而PHB分子量的变化则主要取决于PHB合成酶和PHB降解酶的协同作用.     

Study on Molecular Weight of Poly-β-hydroxybutyrate Biosynthesized by Methylosinus Trichosporium IMV3011

在甲烷氧化细菌Methylosinus trichosporium IMV3011细胞内生物催化合成聚-β-羟基丁酸酯（PHB）的过程中,对影响聚合物分子量的各种因素进行了研究.发现碳源、培养基组分NH4＋,NO3-,HPO24-,Mg2＋,某些导向PHB合成的关键中间产物以及PHB的提取方法均会对PHB的分子量产生影响.同时,通过对胞内PHB合成酶系中关键作用酶的活性变化进行研究,发现β-酮硫解酶催化着控制进入PHB循环入口的关键反应,而PHB分子量的变化则主要取决于PHB合成酶和PHB降解酶的协同作用.     

颗粒性甲烷单加氧酶的电子供体研究

从甲基弯菌M ethylosinus trichosporium IMV3011的膜中分离出颗粒性甲烷单加氧酶（Particulate MMO,Pmmo）t和NADH脱氢酶，只有当两者同时存在，并添加去垢剂解离膜组分时，NDAH才能为pMMO提供还原当量，对苯二酚能够在整细胞和膜水平代替NADH作为PMMO的电子供体，对于纯化的PMMO，对苯二分配仍是有效的电子供体，而NADH却是无效的电子供体。在NADH脱氢酶存在下，NADH可将对苯醌还原为对苯二酚，纯化过程中，采用对苯二酚作为PMMO活性分析时的电子供体，不必共纯化NADH脱氢酶，且有利于对PMMO活性中心进行深入研究。     

甲烷氧化菌素催化纳米金合成

甲烷氧化菌素(methanobactin,mb)是具有过氧化氢还原酶活性的荧光肽.从甲基弯菌Methylosinus trichospo-rium IMV3011限铜培养介质中分离mb,采用紫外可见全波长扫描法观察mb催化对苯二酚还原氯金酸合成纳米金的作用和影响,当mb/氯金酸/对苯二酚反应液中mb的浓度分别是2.5×10-5mol/L、5.0×10-5mol/L和1.0×10-4mol/L时,形成的纳米金溶液的特征峰分别是561.5 nm(OD561=0.158)、548.0 nm(OD5 48=0.426)、536.5 nm(OD5 36=0.541),特征峰波长减小,对应的吸光值增大,表明mb能够催化对苯二酚还原氯金酸合成纳米金,并且可以通过调控mb的浓度控制纳米金的合成量及粒径大小.     

甲烷生物催化氧化制甲醇——几种化学物质对Methylosinus trichosporium 3011甲醇累积的影响

本文报导了在 Methylosinus trichosporium 3011细胞反应液中加入一些化学物质对甲醇累积的影响。结果表明,Na~+抑制甲烷单加氧酶的活性。当 M.trichosporium 3011细胞反应液中含高浓度磷酸根时,只有很少量甲醇累积下来。EDTA 和 Na_2EDTA 甲醇累积的促进作用小于甲酸钠或甲酸的作用。但由于 EDTA 不仅可以抑制甲醇脱氢酶的活性,而且可以螯合 Na~+,而甲酸则可使 NADH 辅酶再生。因此,反应液中含有2mM EDTA 和20mM 甲酸时甲醇累积量最高。