新型有機(jī)酸的生物法制造技術(shù)

第1章 新型有機(jī)酸生產(chǎn)技術(shù)
1.1概述
1.1.1有機(jī)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(jī)酸的歷史與現(xiàn)狀
1.2.1有機(jī)酸與人類文明發(fā)展
1.2.2主要有機(jī)酸市場情況
1.3主要有機(jī)酸及其發(fā)酵法生產(chǎn)
1.3.1C1有機(jī)酸
1.3.2C2有機(jī)酸
1.3.3C3有機(jī)酸
1.3.4C4有機(jī)酸
1.3.5C5有機(jī)酸
1.3.6C6有機(jī)酸
1.3.7其他
1.4有機(jī)酸的化學(xué)合成與發(fā)酵生產(chǎn)的比較
1.4.1有機(jī)酸的化學(xué)合成法存在的問題
1.4.2發(fā)酵法生產(chǎn)有機(jī)酸及其優(yōu)勢
1.4.3有機(jī)酸發(fā)酵微生物
1.4.4發(fā)酵法生產(chǎn)有機(jī)酸存在的問題
1.5展望
參考文獻(xiàn)
第2章 新型有機(jī)酸生產(chǎn)菌種選育的傳統(tǒng)方法與先進(jìn)技術(shù)
2.1概述
2.2誘變育種原理與技術(shù)
2.2.1物理誘變技術(shù)
2.2.2化學(xué)誘變技術(shù)
2.3代謝控制育種
2.3.1營養(yǎng)缺陷型育種技術(shù)
2.3.2拮抗育種技術(shù)
2.4適應(yīng)性進(jìn)化
2.4.1適應(yīng)性進(jìn)化應(yīng)用于提高環(huán)境適應(yīng)性
2.4.2適應(yīng)性進(jìn)化應(yīng)用于表型優(yōu)化
2.4.3適應(yīng)性進(jìn)化應(yīng)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(shù)的優(yōu)點(diǎn)
2.5.2基因組重排技術(shù)的原理
2.5.3基因組重排技術(shù)的應(yīng)用
2.5.4基因組重排技術(shù)存在的問題與展望
2.6菌種篩選技術(shù)
2.6.1傳統(tǒng)篩選技術(shù)
2.6.2高通量篩選技術(shù)
2.7小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 微生物合成新型有機(jī)酸的生理機(jī)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(jī)制
3.2.1葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)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(guān)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(jī)制
3.3酸脅迫與高滲脅迫能力強(qiáng)化
3.3.1有機(jī)酸發(fā)酵過程中的酸脅迫和高滲脅迫
3.3.2微生物應(yīng)對酸脅迫的主要響應(yīng)機(jī)制
3.3.3微生物應(yīng)對高滲脅迫的主要響應(yīng)機(jī)制
3.3.4酸脅迫和高滲脅迫對有機(jī)酸積累的正調(diào)控
3.4微生物合成新型有機(jī)酸的代謝調(diào)控
3.4.1代謝調(diào)控的關(guān)鍵作用靶點(diǎn)
3.4.2代謝工程策略
3.5小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 新型有機(jī)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(shù)
4.2.1培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)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(shù)
4.3.1流加發(fā)酵技術(shù)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(xì)胞密度發(fā)酵技術(shù)
4.4.1高細(xì)胞密度發(fā)酵簡介
4.4.2高細(xì)胞密度培養(yǎng)生長環(huán)境的優(yōu)化策略
4.4.3高細(xì)胞密度培養(yǎng)的培養(yǎng)模式
4.4.4最大細(xì)胞密度的理論計(jì)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(fù)雜生理參數(shù)的在線控制策略
4.6.1生物量的估計(jì)
4.6.2噪聲測量
4.6.3生物學(xué)控制 反饋和前饋
4.6.4自適應(yīng)控制和自適應(yīng)模型
4.6.5故障診斷
4.6.6改進(jìn)控制的經(jīng)驗(yàn)方法
4.7目標(biāo)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(xiàn)
第5章 發(fā)酵法制備丙酮酸技術(shù)
5.1概述
5.2丙酮酸高產(chǎn)菌株育種技術(shù)
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(jī)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(shù)強(qiáng)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(shù)強(qiáng)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(xué)研究
5.4.2過程優(yōu)化和代謝工程技術(shù)強(qiáng)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(xué)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(xiàn)
第6章 發(fā)酵法制備α 酮戊二酸技術(shù)
6.1概述
6.2α 酮戊二酸高產(chǎn)菌株育種技術(shù)
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(qiáng)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(jìn)α 酮戊二酸的生成
6.3.2強(qiáng)化丙酮酸回補(bǔ)途徑促進(jìn)α 酮戊二酸的積累
6.4轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白工程技術(shù)強(qiáng)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(chǔ)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(xiàn)
第7章 發(fā)酵法制備丙酸技術(shù)
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(xì)胞響應(yīng)酸性環(huán)境的耐受機(jī)制
7.1.4基于組學(xué)技術(shù)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(shù)
7.2.1基因組改組技術(shù)簡介
7.2.2基因組改組技術(shù)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(jī)制解析
7.3.1微生物生理學(xué)分析
7.3.2基于蛋白質(zhì)組學(xué)的耐酸機(jī)制解析
7.4基于代謝組學(xué)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(xué)分析
7.4.3丙酸合成的關(guān)鍵代謝物及代謝途徑
7.4.4外源添加關(guān)鍵代謝物提高丙酸產(chǎn)量
7.5小結(jié)
參考文獻(xiàn)
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(dá)
8.2.2全細(xì)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(jìn)化
8.2.4L 氨基酸脫氨酶定點(diǎn)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(dá)
8.3.2定向進(jìn)化和定點(diǎn)突變提高催化效率
8.3.3全細(xì)胞轉(zhuǎn)化催化劑的細(xì)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(dá)L 氨基酸脫氨酶
8.4.2關(guān)鍵條件因素對全細(xì)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(yùn)以減少細(xì)胞催化劑對底物的吸收消耗
8.4.4全細(xì)胞轉(zhuǎn)化L 谷氨酸生產(chǎn)α KG的過程優(yōu)化
8.5全細(xì)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(xì)胞催化劑的制備及優(yōu)化
8.5.3全細(xì)胞反應(yīng)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(xiàn)