新型有機酸的生物法制造技術

第1章 新型有機酸生產(chǎn)技術
1.1概述
1.1.1有機酸的定義和分類
1.1.2羧酸的性質(zhì)
1.2發(fā)酵法生產(chǎn)有機酸的歷史與現(xiàn)狀
1.2.1有機酸與人類文明發(fā)展
1.2.2主要有機酸市場情況
1.3主要有機酸及其發(fā)酵法生產(chǎn)
1.3.1C1有機酸
1.3.2C2有機酸
1.3.3C3有機酸
1.3.4C4有機酸
1.3.5C5有機酸
1.3.6C6有機酸
1.3.7其他
1.4有機酸的化學合成與發(fā)酵生產(chǎn)的比較
1.4.1有機酸的化學合成法存在的問題
1.4.2發(fā)酵法生產(chǎn)有機酸及其優(yōu)勢
1.4.3有機酸發(fā)酵微生物
1.4.4發(fā)酵法生產(chǎn)有機酸存在的問題
1.5展望
參考文獻
第2章 新型有機酸生產(chǎn)菌種選育的傳統(tǒng)方法與先進技術
2.1概述
2.2誘變育種原理與技術
2.2.1物理誘變技術
2.2.2化學誘變技術
2.3代謝控制育種
2.3.1營養(yǎng)缺陷型育種技術
2.3.2拮抗育種技術
2.4適應性進化
2.4.1適應性進化應用于提高環(huán)境適應性
2.4.2適應性進化應用于表型優(yōu)化
2.4.3適應性進化應用于潛在代謝途徑的激活
2.5基因組重排
2.5.1基因組重排技術的優(yōu)點
2.5.2基因組重排技術的原理
2.5.3基因組重排技術的應用
2.5.4基因組重排技術存在的問題與展望
2.6菌種篩選技術
2.6.1傳統(tǒng)篩選技術
2.6.2高通量篩選技術
2.7小結(jié)
參考文獻
第3章 微生物合成新型有機酸的生理機制與代謝調(diào)控
3.1概述
3.2碳中心代謝途徑調(diào)控過程的生理機制
3.2.1葡萄糖轉(zhuǎn)運和磷酸化對碳中心代謝途徑的調(diào)控
3.2.2糖酵解途徑關鍵酶的代謝特性
3.2.3碳中心代謝途徑的輔因子調(diào)控機制
3.3酸脅迫與高滲脅迫能力強化
3.3.1有機酸發(fā)酵過程中的酸脅迫和高滲脅迫
3.3.2微生物應對酸脅迫的主要響應機制
3.3.3微生物應對高滲脅迫的主要響應機制
3.3.4酸脅迫和高滲脅迫對有機酸積累的正調(diào)控
3.4微生物合成新型有機酸的代謝調(diào)控
3.4.1代謝調(diào)控的關鍵作用靶點
3.4.2代謝工程策略
3.5小結(jié)
參考文獻
第4章 新型有機酸發(fā)酵過程優(yōu)化與控制
4.1概述
4.2分批發(fā)酵技術
4.2.1培養(yǎng)基的設計及優(yōu)化
4.2.2分批發(fā)酵過程的模型化研究
4.3流加發(fā)酵技術
4.3.1流加發(fā)酵技術簡介
4.3.2流加培養(yǎng)原理
4.3.3發(fā)酵過程中常用的流加策略
4.4高細胞密度發(fā)酵技術
4.4.1高細胞密度發(fā)酵簡介
4.4.2高細胞密度培養(yǎng)生長環(huán)境的優(yōu)化策略
4.4.3高細胞密度培養(yǎng)的培養(yǎng)模式
4.4.4最大細胞密度的理論計算
4.5分階段控制策略
4.5.1分階段發(fā)酵模型的建立
4.5.2溶氧的分階段控制
4.5.3pH的分階段控制
4.5.4溫度的分階段控制
4.6基于復雜生理參數(shù)的在線控制策略
4.6.1生物量的估計
4.6.2噪聲測量
4.6.3生物學控制 反饋和前饋
4.6.4自適應控制和自適應模型
4.6.5故障診斷
4.6.6改進控制的經(jīng)驗方法
4.7目標產(chǎn)物原位消除策略
4.7.1膜法發(fā)酵
4.7.2電滲析發(fā)酵
4.7.3提取發(fā)酵
4.7.4吸附發(fā)酵
4.8小結(jié)
參考文獻
第5章 發(fā)酵法制備丙酮酸技術
5.1概述
5.2丙酮酸高產(chǎn)菌株育種技術
5.2.1乙酸滲漏型丙酮酸高產(chǎn)菌株的選育
5.2.2氟丙酮酸敏感型丙酮酸高產(chǎn)菌株的選育
5.2.3以無機氮源為唯一氮源丙酮酸高產(chǎn)菌株的選育
5.3輔因子工程技術強化光滑球擬酵母丙酮酸積累速率
5.3.1內(nèi)源NAD+/H再生系統(tǒng)對丙酮酸合成過程的影響
5.3.2異源NAD+/H再生系統(tǒng)對丙酮酸合成過程的影響
5.4代謝工程技術強化光滑球擬酵母高滲透壓耐受能力
5.4.1高滲脅迫對光滑球擬酵母的系統(tǒng)生物學研究
5.4.2過程優(yōu)化和代謝工程技術強化光滑球擬酵母滲透壓脅迫耐受
5.5丙酮酸發(fā)酵過程優(yōu)化策略
5.5.1維生素濃度和流加策略的優(yōu)化
5.5.2葡萄糖流加策略的優(yōu)化
5.5.3基于動力學模型溫度控制策略的優(yōu)化
5.5.4分階段溶氧發(fā)酵過程優(yōu)化策略
5.6小結(jié)
參考文獻
第6章 發(fā)酵法制備α 酮戊二酸技術
6.1概述
6.2α 酮戊二酸高產(chǎn)菌株育種技術
6.2.1α 酮戊二酸高產(chǎn)菌株篩選
6.2.2α 酮戊二酸高產(chǎn)菌株高通量誘變育種
6.3碳中心代謝途徑調(diào)控強化解脂亞洛酵母生產(chǎn)α 酮戊二酸
6.3.1調(diào)控乙酰輔酶A代謝促進α 酮戊二酸的生成
6.3.2強化丙酮酸回補途徑促進α 酮戊二酸的積累
6.4轉(zhuǎn)運蛋白工程技術強化解脂亞洛酵母胞外積累α 酮戊二酸
6.5α 酮戊二酸發(fā)酵過程優(yōu)化與放大
6.5.1基礎發(fā)酵過程優(yōu)化
6.5.2分階段pH控制發(fā)酵過程優(yōu)化策略
6.5.3解脂亞洛酵母發(fā)酵生產(chǎn)α 酮戊二酸中試放大
6.6小結(jié)
參考文獻
第7章 發(fā)酵法制備丙酸技術
7.1概述
7.1.1丙酸的生產(chǎn)
7.1.2丙酸桿菌
7.1.3微生物細胞響應酸性環(huán)境的耐受機制
7.1.4基于組學技術的丙酸桿菌的生理特性研究
7.2丙酸高產(chǎn)菌株育種技術
7.2.1基因組改組技術簡介
7.2.2基因組改組技術提高產(chǎn)酸丙酸桿菌耐酸性能
7.3胞內(nèi)微環(huán)境水平的耐酸機制解析
7.3.1微生物生理學分析
7.3.2基于蛋白質(zhì)組學的耐酸機制解析
7.4基于代謝組學的解析提高丙酸產(chǎn)量
7.4.1產(chǎn)酸丙酸桿菌改組菌株和原始菌株發(fā)酵特性的比較
7.4.2產(chǎn)酸丙酸桿菌代謝組學分析
7.4.3丙酸合成的關鍵代謝物及代謝途徑
7.4.4外源添加關鍵代謝物提高丙酸產(chǎn)量
7.5小結(jié)
參考文獻
第8章 酶轉(zhuǎn)化法制備酮酸
8.1概述
8.2L 氨基酸脫氨酶轉(zhuǎn)化L 苯丙氨酸生產(chǎn)α 苯丙酮酸
8.2.1P.mirabilis L 氨基酸脫氨酶在大腸桿菌中的表達
8.2.2全細胞催化劑轉(zhuǎn)化L 苯丙氨酸生產(chǎn)α 苯丙酮酸條件優(yōu)化
8.2.3L 氨基酸脫氨酶定向進化
8.2.4L 氨基酸脫氨酶定點飽和突變
8.2.5大腸桿菌代謝改造
8.3L 氨基酸脫氨酶轉(zhuǎn)化L 蛋氨酸生產(chǎn)α 氨酮基 γ 甲硫基丁酸
8.3.1P.vulgaris L 氨基酸脫氨酶在大腸桿菌中的表達
8.3.2定向進化和定點突變提高催化效率
8.3.3全細胞轉(zhuǎn)化催化劑的細胞固定化
8.4L 氨基酸脫氨酶轉(zhuǎn)化L 谷氨酸生產(chǎn)α 酮戊二酸
8.4.1在枯草芽孢桿菌和大腸桿菌中異源表達L 氨基酸脫氨酶
8.4.2關鍵條件因素對全細胞轉(zhuǎn)化生產(chǎn)α KG的影響
8.4.3阻止底物向胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運以減少細胞催化劑對底物的吸收消耗
8.4.4全細胞轉(zhuǎn)化L 谷氨酸生產(chǎn)α KG的過程優(yōu)化
8.5全細胞轉(zhuǎn)化L 亮氨酸生產(chǎn)α 酮異己酸
8.5.1重組質(zhì)粒pET28a lad的構(gòu)建
8.5.2全細胞催化劑的制備及優(yōu)化
8.5.3全細胞反應條件優(yōu)化
8.5.4在過量亮氨酸的條件下的流加策略優(yōu)化
8.5.5氨基酸脫氨酶催化過程和催化位置分析
8.6小結(jié)
參考文獻