CO2減排大腸桿菌生長(zhǎng)特性的研究.pdf

1、工業(yè)大腸桿菌發(fā)酵過(guò)程中減少CO2的排放提高碳源利用效率是應(yīng)用研究的一個(gè)重要方面，目前研究集中在C4化合物如琥珀酸的生物合成，對(duì)于在大腸桿菌中CO2的減排研究較少。野生型大腸桿菌的生長(zhǎng)必然伴隨著CO2的釋放，該過(guò)程不可逆，但是可以通過(guò)合成生物學(xué)等手段，構(gòu)建CO2減排底盤大腸桿菌，減少發(fā)酵過(guò)程中CO2的釋放。
　　以實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的CO2減排工程菌進(jìn)行發(fā)酵，比較出發(fā)菌株和工程菌株的生長(zhǎng)代謝差異，分析CO2排放、生物量、葡萄糖、有機(jī)酸如乙酸

2、，乳酸，琥珀酸，檸檬酸、pH、溶氧、TOC等生長(zhǎng)特性的變化，分析不同基因（icd，ptsG，ppc，zwf）的敲除或者過(guò)表達(dá)對(duì)菌體的生長(zhǎng)及碳的利用減排的貢獻(xiàn)，進(jìn)行總碳衡算，闡述底盤大腸桿菌CO2減排的原理機(jī)制。通過(guò)發(fā)酵分析，菌株BPEC28的CO2比排放速率最小，為0.222（mMDCW-1h-1）與出發(fā)菌株相比降低了84％，同時(shí)生物量的產(chǎn)率最高為2.012[gDCW(gsubstrate)-1]，與出發(fā)菌株相比增加了67.86%；菌株

3、BPEC26琥珀酸的比生成速率最高為0.053（ggDCW-1h-1）是出發(fā)菌株的3.08倍，說(shuō)明基因icd和ptsG的敲除以及ppc基因的過(guò)表達(dá)可以在維持良好生長(zhǎng)狀態(tài)的前提下顯著降低CO2的排放。
　　分析C、H、N元素變化，對(duì)胞內(nèi)代謝產(chǎn)物進(jìn)行初步分析，選取一定的動(dòng)力學(xué)方程，建立了出發(fā)株菌和CO2減排底盤菌株體生長(zhǎng)、產(chǎn)物生成和底物消耗的動(dòng)力學(xué)方程。通過(guò)元素分析，菌株BPEC28的C%最低為42.94(±0.02)和出發(fā)菌株相比降