聚羧基脂肪酸酯细菌合成的生长环境依赖性

聚羟基脂肪酸酯（Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ,ＰＨＡ）是一类由许多细菌合成的、结构多变的能量和碳源的储藏物质,为了得到能合成新型ＰＨＡ的菌种,或得到能在便宜简单碳源上合成ＰＨＡ的菌种,以我们实验室开发的傅立叶红外（ＦＴ－ＩＲ）细胞无损检测技术和常规气相色谱（ＧＣ）法对全国各地的采集的不同样品中分离的菌种进行了筛选,往往在不同的地理环境中,筛选出的菌株所合成的ＰＨＡ的单体组成不同,有以含四个或五个碳原子的短链单体ＰＨＡ（Ｓｈｏｒｔ－ｃｈａｉｎ－ｌｅｎｇｔｈＰＨＡ,ｓｃｌＰＨＡ）为主,有的以含六个到十六个碳原子的中长链单体ＰＨＡ（Ｍｅｄｉｕｍ－ｃｈａｉｎ－ｌｅｎｇｔｈＰＨＡ,ｍｃｌ ＰＨＡ）为主,在我们以六种底物为碳源培养的３７１株形态不一的菌株中,有４０％的菌可以合成ＰＨＡ,而其中许多可以同时合成ＰＨ     

Pseudomonas stutzeri 1317合成中长链聚羟基脂肪酸酯的组成分析模型

Pseudomonasstutzeri 1317可以在不同碳源上生长,合成不同共聚单体单元组成的中长链聚羟基脂肪酸酯(mclPHAs).本文在已知的代谢途径的基础上,提出了关于mclPHAs组成的数学模型,结果表明,mclPHAs的共聚单体单元组成主要取决于前体生成途径,以及该途径和聚合途径酶对不同碳原子数前体的选择性.实验结果与文献报道结果均验证了该模型.代谢控制分析的结果表明,碳数为8～10的前体的聚合效率最高.通过调制前体生成途径,可以有效调节PHA的单体单元组成.     

用活性污泥生物合成聚羟基烷酸酯的结构表征

聚β-羟基烷酸酯 ( PHA)是一类具有生物相容性、光学活性、热塑性和完全生物降解性的生物高分子 ,有巨大的应用前景 [1] .PHA的结构通式为 O CRH CH2 CO ,R为不同链长的饱和或不饱和的烷基 ,可通过微生物发酵进行合成 [2 ,3] .利用污水中的有机物和活性污泥中可积累 PHA的混合微生物群生物合成 PHA,能大大降低 PHA的成本 ,变废为宝 ,是近几年 PHA研究的新热点 [4 ,5] .用不同菌种和不同碳源合成的 PHA的结构有较大的差异 ,因污水成分复杂 ,所得 PHA是多种饱和与非饱和羟基烷酸酯的混杂共聚物 .本工作以某纺织厂活性污泥为混…     

生物合成聚羟基烷基酸酯的研究与开发进展

聚羟基烷基酸酯(PHA)是近20年来迅速发展起来的一种生物高分子材料,是一种具有高分子的基本性质的可热塑加工成型的聚酯.PHA最突出性能是具有优良的生物相容性和可生物降解性,因此在医学、药物、工业、农业等领域具有其独特的应用.本文综述了PHA的研究开发历史、国外发展概况、我国目前研究开发现状和国内外生物合成聚羟基烷基酸酯的研究与开发的一些最新研究成果,着重介绍了发掘具有高合成效率的新菌种、利用基因工程技术获取重组菌株、使用低成本碳源、开发合适的提取工艺等方面的工作.     

聚羟基脂肪酸酯生物合成的研究进展

聚羟基脂肪酸酯 (PHA)是原核微生物在碳、氮营养失衡的情况下 ,作为碳源和能源贮存而合成的一类热塑性聚酯。它除了具有与化学合成高分子相似的性质外 ,还具有一般化学合成高分子没有的性质 ,如生物可降解性、生物相容性、压电性、光学活性等特殊性质 ,因而具有广阔的应用前景。国内外已对PHA进行了大量的研究。本文主要综述了近二、三年来国内外对PHA生物合成的研究进展     

从污水微生物合成聚羟基烷酸酯

聚羟基烷酸酯(PHA)是一类具有生物相容性、光学活性、热塑性和完全生物降解性等的生物高分子,具有巨大的应用前景.PHA是一些微生物在不平衡生长条件下胞内能量和碳源储藏物质,可通过微生物发酵合成[1,2].目前大幅度降低PHA的成本一直是国内外研究者关注的难题.通常处理有机废水的活性污泥中含有多种可积累PHA的天然微生物[3],故可以利用污水中的有机物和混合菌种群合成PHA,降低PHA的成本[4,5].本工作以某纺织厂的工业废水和城市生活污水为原料,采用微嗜气-好气过程驯化活性污泥,研究了供氧量、碳源调节物浓度、培养时间、温度等因素…     

侧链含分散红类染料基团的聚(氨酯-酰亚胺)的合成与表征

采用两步法合成了4种侧链含偶氮染料发色团分散红-19的新型聚(氨酯-酰亚胺)(PUI):先合成含染料发色团的二异氰酸酯,再进一步和二酐单体缩合生成PUI.用红外光谱、紫外-可见光谱、DSC和TGA等手段对合成的PUI进行表征.所有PUI在～490nm处都有一强吸收峰.PUI可溶于强极性非质子溶剂,如NMP,DMAc,DMF,DMSO和1,4-丁内酯,有些甚至在常用的低沸点溶剂如THF中也可溶解.PUI的特性粘数在0.16～0.31dL/g范围内.其玻璃化转变温度(Tg)在171～211℃范围内,明显高于侧链型非线性光学聚氨酯(PU).以刚性相对较大的六氟异丙叉基二(3,4-邻苯二甲酸酐)(6FDA)和甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)为单体的PUI具有比以二苯醚-3,3′,4,4′-四甲酸二酐(OPDA)和4,4′-二异氰酸酯二苯甲烷(MDI)为单体的PUI更高的T_g.PUI的TGA曲线上有两个明显的失重台阶,起始热分解温度大约在300℃左右.     

以葡萄糖为碳源合成生物降解性聚酯的研究

利用从油田土壤中筛选的菌种ＤＧ１７ 以葡萄糖为碳源通过微生物发酵法合成了具有不同结构单元的新型生物可降解性聚合物———聚羟基脂肪酸酯（ＰＨＡｓ） ．初步研究了ＤＧ１７ 以葡萄糖为碳源的生物合成规律,并借助ＧＣ、ＮＭＲ 等分析手段对合成的聚合物进行了结构的分析表征,另外还研究了ＰＨＡｓ 的活性污泥降解情况．研究表明,在限氮条件下,只有碳氮比高于５后,ＤＧ１７ 才能在其体内合成ＰＨＡｓ．在过量碳源的存在下,氮磷比低,得到的聚合物是一种具长侧链的聚（ 羟基辛酸 ｃｏ 羟基癸酸） 的共聚物,为一种热塑性弹性体．在硫酸铵浓度为０－５ｇ／Ｌ,碳氮比为２０ 条件下合成的Ｐ（ＨＯ ｃｏ ＨＤ） 热塑性弹性体的数均分子量为１－１６ ×１０ － ５ ,分子量分散指数为２－４３ ．其玻璃化温度及熔融温度分别为Ｔｇ ＝ － ５２ ℃,Ｔｍ ＝ ５０ ℃．氮磷比高,则合成热塑性塑料ＰＨＢ．结果表明培养基中氮源与磷酸盐的相对浓度是影响ＤＧ１７ 生物合成路径的重要条件．     

真菌BFM-X1对聚丁二酸丁二醇酯薄膜的降解过程

对菌株Bionectria sp.BFM-X1(简称BFM-X1)分别利用不同碳源对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)薄膜的降解情况及降解后的残留膜进行了观察分析,揭示PBS薄膜的微生物降解过程.结果表明:菌株分别以PBS乳剂、葡萄糖、大豆油及甘油为唯一碳源时均能有效降解PBS薄膜；降解过程表现为表面失去光泽期、裂纹状结构期、破碎期和完全降解期4个阶段,并存在迟滞期,且葡萄糖碳源下的降解速率快于其他碳源的；菌株的菌丝能在PBS膜表面上扩展生长是该菌株降解PBS的前提,真菌的寄生作用是前期降解的主要动力；降解过程中胞外酶的水解作用使聚合物的酯键水解,生成可被菌株同化吸收的小分子；菌株BFM-X1对PBS薄膜的降解首先发生在膜表面,非结晶部分先于结晶部分被降解.     

超支化聚(胺酯)的分子设计及其制备

以丙烯酸甲酯和二乙醇胺为原料由Michael加成反应制得N ,N 二羟乙基 3 胺基丙酸甲酯单体 ,再用“准一步法”和“发散法”使之与 1 ,1 ,1 三羟甲基丙烷 (核 )反应合成一种新型超支化聚 (胺 酯 ) .以核磁共振和元素分析方法对N ,N 二羟乙基 3 胺基丙酸甲酯单体的分子结构进行了表征 .GPC测定表明合成的超支化聚 (胺 酯 )分子量分布窄 ,具有单分散性 ;粘度小于同分子量的线形分子 ;耐热性能较好 ,失重温度高于2 0 0℃ .     

聚β-羟基丁酸酯和聚ε-己内酯的酯交换反应

以辛酸亚锡为催化剂 ,研究了聚 β 羟基丁酸酯 (PHB)与聚ε 己内酯 (PCL)在液相条件下的酯交换反应 .讨论了反应时间 ,反应温度和催化剂浓度对酯交换反应的影响 .采用1 3C NMR ,FTIR ,DSC ,WAXD和TGA等方法对PHB和PCL共聚酯 (PHB co PCL)的结构进行了表征 ,并对其结晶行为、晶体结构和热稳定性进行了研究 .结果表明 ,通过酯交换反应 ,所得到的共聚酯为嵌段共聚物 .提高反应温度和延长反应时间有利于酯交换反应的发生 .随着酯交换量的增加 ,PHB co PCL的结晶行为发生很大的变化 .但是 ,PHB co PCL晶体结构并没有因为PCL链段的引入而发生变化 ,而且它的热稳定性在空气气氛中略有提高     

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.     

烷氧基取代聚对苯发光性能的研究

聚对苯（ＰＰＰ）作为一个具有良好特性的导电聚合物材料很早便受到人们的青睐．进入九十年代后,它作为一种蓝色电致发光材料又受到人们的普遍注意．１９９２年,Ｇｒｅｍ等［１］采用Ｂａｌａｒｄ前驱聚合物法合成了ＰＰＰ并成功地用其制成了发光器件．１９９５年,他们...     

Purification and characterization of an extracellular medium-chain length polyhydroxyalkanoate depolymerase from Thermus thermophilus HB8

During growth on medium-chain length (mcl) polyhydroxyalkanoates (PHAs), or on sodium octanoate Thermus thermophilus HB8 produces an extracellular mcl-PHA depolymerase. This enzyme was purified from the culture medium of sodium octanoate-grown cells to electrophoretic homogeneity by hydrophobic interaction chromatography using Octyl-Sepharose CL-4B and gel permeation chromatography using Sephadex G-150. The molecular mass of the purified enzyme was approximately 28 kDa. A part of the gene TTHA1605 encoding a 24.17 kDa protein was demonstrated to encode the mcl-PHA depolymerase of T. thermophilus. The primary amino-acid sequence of purified enzyme reveals similarity to all reported so far extracellular mcl-PHA depolymerases. The purified enzyme could hydrolyze mcl - PHAs and p-nitrophenyl (pNP) esters but not short chain length (scl) - PHAs. The optimum pH range was 7.5-9 and the optimum temperature was 70 °C for pNP-octanoate (pNPO) hydrolysis. The Km value for pNPO was 53.2 μM. The enzyme was strongly inhibited by phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) and non-ionic detergents (Tween 20, Tween 80 and Triton X-100). The results demonstrated in this study revealed that the mcl-PHA depolymerase from T. thermophilus is a distinct enzyme, which is different from those of other mcl-PHA-degrading bacteria.     

Mass spectrometry feedback control for synthesis of polyhydroxyalkanoate granule microstructures in Ralstonia eutropha

Polyhydroxyalkanoate (PHA) granules with core-shell layered microstructure were synthesized in Ralstonia eutropha using periodic feeding of valeric acid into a growth medium containing excess fructose. The O2 consumption and CO2 evolution rates, determined by off-gas mass spectrometry, have been used as sensitive measures to indicate the type of nutrients utilized by R. eutropha during PHA synthesis. Domains of poly-3-hydroxybutyrate (PHB) were formed during polymer storage conditions when only fructose was present. Feeding of valeric acid (pentanoic acid) resulted in the synthesis of hydroxyvalerate (HV) monomers, forming a poly-3-hydroxybutyrate-co-valerate (PHBV) copolymer. The synthesis of desired polymer microstructures was monitored and controlled using online mass spectrometry (MS). The respiratory quotient (RQ) was unique to the type of polymer being synthesized due to increased O2 consumption during PHBV synthesis. MS data was used as the control signal for nutrient feeding strategies in the bioreactor. The core-shell structures synthesized were verified in cells using transmission electron microscopy after thin sectioning and staining with RuO4. It was demonstrated that the synthesis of core-shell microstructures can be precisely controlled utilizing a MS feedback control system.     

Accumulation of Poly[(<Emphasis Type="Italic">R</Emphasis>)-3-hydroxyalkanoates] in <Emphasis Type="Italic">Enterobacter cloacae</Emphasis> SU-1 During Growth with Two Different Carbon Sources in Batch Culture

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are polymers of hydroxyalkanoate, which are accumulated by many bacteria as food storage material under excess carbon source and limited nitrogen source. In our study, Enterobacter cloacae SU-1 isolated from the rhizospheric soil of Arachis hypogea was allowed to grow as batch culture in minimal media containing either glucose or lactose, and the pattern of PHA accumulation by E. cloacae SU-1 was studied. E. cloacae SU-1 was found to accumulate 94% of PHA/dry weight of the organism in 8 g/l lactose-containing medium. When the monomeric units of PHA of E. cloacae SU-1 was analyzed by gas chromatography, it was also found to accumulate medium chain length PHA 3-hydroxyoctanoate (3HO)/3-hydroxyhexanoate (3HH) in the presence of glucose and lactose, but the ratio of these monomers differed as 11:1 and 6:1, respectively.