Name: ייצור כימיקלים לפי קלבסילה דלקת ריאות באמצעות הידרוליזה במבוק כמו זינה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 24 s
Description: חקור ייצור כימיקלים ביוטכנולוגיים באמצעות Klebsiella pneumoniae מתזקת במבוק. שיטה זו מדגימה תסיסה מיקרוביאלית יעילה לפיתוח תהליכים ביוכימיים ברי קיימא.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (מענק מס &#39;21576279, 20906076) ואת תוכנית המחקר KRIBB יוזמה (KGM2211531).

1. הכנת הידרוליזה במבוק <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 5 גרם של אבקת במבוק ל 40 מ&quot;ל של פתרון NaOH להשיג 10% (g / g) ריכוז סופי בקבוק 250 מ&quot;ל. השתמש סדרה של פתרונות NaOH החל 0.05 M ל 0.50 M במרווחים של 0.05 מ &#39; <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדגור את התערובת במשך 60 דקות על 60 מעלות צלזיוס או 100 מעלות צלזיוס באמבט מים. דגירה על 121 מעלות צלזיוס ב החיטוי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הדגירה, לעזוב את התערובת לעמוד במשך 4 שעות בטמפרטורת החדר. לאחר מכן, להסיר את supernatant. מוסיפים 100 מ&quot;ל של מים מתוקים ומערבבים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על כביסה זו 5-6 פעמים, עד ה- pH של supernatant מגיע 6.8. השתמש מוצק שהושג עבור השלב הבא של הידרוליזה אנזימטית. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור הידרוליזה, להתאים 50 מ&quot;ל של התערובת לעיל ל pH 5.0 באמצעות 98% H 2 SO 4 . לאחר מכן, להוסיף 0.5 מ&quot;ל של 200 פעילות נייר סינון (FPU) / מ&quot;ל ​​cellulase. הערה: היחס הסופי של cellulase כדי במבוק שOuld להיות 20 FPU לכל 1 גרם של במבוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה את התערובת על 50 מעלות צלזיוס במשך 36 שעות שייקר. הערה: לאחר הידרוליזה, חלק מוצק יישאר בתערובת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג הידרוליזה ברורה על ידי צנטריפוגה ב XG 7,790 במשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכמת את גלוקוז, xylose, וכימיקלים אחרים עם מערכת כרומטוגרף נוזלי בלחץ גבוה מצויד גלאי אינדקס השבירה וגלאי מערך photodiode. השתמש בעמודה HPX-87H (300 מ&quot;מ x 7.8 מ&quot;מ) ואת השלב הנייד של 5 מ&quot;מ H 2 SO 4 פתרון בקצב 0.8 מ&quot;ל / דקות הזרימה 12 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור כמות גדולה של הכנה הידרוליזה, לערבב 2 ק&quot;ג של אבקת במבוק ו 18 L של 0.25 M NaOH ב 30-L טנק נירוסטה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה הטנק ב 121 מעלות צלזיוס ב החיטוי במשך 60 דקות. לאחר הדגירה, לשטוף את התערובת עם 40 ליטר מים במיכל פלסטיק 60 L. חזור על כביסה 5 פעמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במים כדי להתאים את סך במבוק שטף לנפח של 20 L.התאם את ה- pH של התערובת ל 5.0 באמצעות 98% H 2 SO 4 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Enzymatically hydrolyze את התערובת באמבט מים רועד שונה, מצויד מכני מכני כדי להבטיח כי התערובת מופץ היטב. הוסף 200 מ&quot;ל של 200 FPU / מ&quot;ל ​​cellulase ו דגירה התערובת על 50 מעלות צלזיוס למשך 36 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הידרוליזה, צנטריפוגה התערובת ב 4,700 XG במשך 10 דקות. </li></ol></li></ol> 2. 2,3-Butanediol הפקה על ידי Wildtype K. דלקת ריאות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש 3 ליטר של הידרוליזה במבוק כמו ממס להכנת בינוני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן בינוני תסיסה המכיל 4 גרם / l תירס תלול תלול, 2 גרם / L (NH 4 ) 2 SO 4 , 6 גרם / LK 2 HPO 4 , 3 גרם / L KH 2 PO 4 , ו 0.2 גרם / L MgSO 4 . התאם את ה- pH של המדיום לניטרלי באמצעות 2.5 M NaOH. השתמש bioreactor 5-L המכיל 3 L של תסיסה autoclaved בינוני עבור תסיסה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש K. דלקת ריאותתאים מאוחסנים בטמפרטורה נמוכה -80 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור תרבות הזרע, דגירה בקבוק 250 מ&quot;ל המכיל 50 מ&quot;ל של לוריא-ברטני (LB) בינוני הלילה ב 37 מעלות צלזיוס, עם רועד בסל&quot;ד 200. השתמש בינוני LB המכיל 10 גרם / L טריפטון, 5 גרם / l תמצית שמרים, ו 10 גרם / L NaCl. הערה: צפיפות התאים של תרבות הזרע צריך להגיע OD 2 (צפיפות אופטית ב 600 ננומטר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחסן בקבוק אחד של 50 מ&quot;ל של התרבות זרע bioreactor. לשמור על התרבות ב pH 6.0 ו 37 ° C. השתמש קצב תוספת האוויר של 2 L / min ושיעור תסיסה של 250 סל&quot;ד, יצירת מצב microaerobic. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> איסוף 5 דגימות מ&quot;ל כל 2 שעות במהלך התסיסה ולנתח אותם עם כרומטוגרפיה נוזלית בלחץ גבוה כדי לקבוע את הריכוזים הכימיים במרק 4 . <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צג אלקלי הוסיף את bioreactor מקוון באמצעות MFCS / DA. הערה: חומצות אורגניות מיוצרות בתהליך התסיסה, אND NaOH נוסף כדי לשמור על יציבות pH תרבות. נפח של אלקלי הוסיף מייצג את כמות החומצה המיוצרת. כאשר רמות קו הוסיף אלקלי, התהליך הוא סיים, או בגלל תשישות מקור פחמן או מוות התא. </li></ol></li></ol> 3. R -acetoin הפקה על ידי budc mutant של K. דלקת ריאות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת מדיום לייצור אצטון המכיל 4 גרם / ליטר תירס תלול תלולה, 2 גרם / L (NH 4 ) 2 SO 4 , 3 גרם / L אצטט אצטט, 0.4 גרם / L KCl, ו 0.1 גרם / L MgSO 4 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש K. Pneumoniae-Δ budc לייצור R -acetoin. חזור על שלבים 2.4-2.5. הערה: budc מקודד 2,3-butanediol dehydrogenase. K. pneumoniae-ΔbudC מאבד את פעילות ה- dhydrogenase 2,3-butanediol ומייצר R -acetoin במקום 2,3-butanediol. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשמור על התרבות ב pH 6.0 ו 37 ° C. השתמש שיעור תוספת האוויר של 4 L / min ו agitatioN של 450 סל&quot;ד, מצב אירובי. הערה: תוספת החמצן גבוהה מזו של ייצור 2,3-butanediol. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Assay דגימות כמו בשלב 2.6. </li></ol> 4. 2-Ketogluic ייצור חומצה על ידי budA mutant של K. דלקת ריאות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור 2-ketogluic ייצור חומצה, להשתמש באותו בינוני כמו לייצור R -acetoin. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש K. Pneumoniae-ΔbudA לייצור 2-ketogluconic חומצה. חזור על שלבים 2.4-2.5. הערה: BudA מקודד α-acetolactate decarboxylase. K. Pneumoniae-ΔbudA מאבד את פעילות ה- decarboxylase α-acetolactate ומייצר חומצה 2-ketogluconic, תוך שימוש בגלוקוז כמצע. הערה: 2-ketogluicic סינתזה היא תהליך תלוי חומצי. התסיסה של שני שלבים פותחה עבור 2-ketogluic ייצור חומצה 10 ; בשלב הראשון, תרבות הזרע הוא מחוסן bioreactor. </li><lI&gt; לשמור על התרבות ב pH 7.0 ו 37 ° C. השתמש שיעור תוספת האוויר של 4 L / min שיעור תסיסה של 500 סל&quot;ד. הערה: בתנאים אלה, תאים לגדול מהר מאוד (צפיפות התא מגיע OD 7 בערך 4 שעות). לאחר מכן, התסיסה מתקדמת לשלב השני, שבמהלכו pH תרבות יורדת ל 5.0. חומצה לא מתווספת; חומצות אורגניות המיוצרות בתרבות באופן טבעי להוביל לירידה pH. בתנאים חומציים אלה, גידול התאים מפסיק, אבל 2-ketogluconic חומצה מסונתז מצטבר במרק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Assay דגימות כמו בשלב 2.6. באמצעות הידרוליזה של במבוק כמקור פחמן. הערה: גלוקוז במדיום מומרת לחומצה 2-ketogluconic, ואת xylose מומרת חומצה xylic. לכן, תערובת של חומצה 2-ketogluconic וחומצה xylic מתקבל. </li></ol>

<ol><li>Zeng, A. P., Biebl, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bulk+chemicals+from+biotechnology%3A+the+case+of+1%2C+3-propanediol+production+and+the+new+trends%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Biochem+Eng+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Bulk chemicals from biotechnology: the case of 1, 3-propanediol production and the new trends.</a> Adv Biochem Eng Biotechnol. 74, 239-259 (2002).</li>
<li>Wei, D., Wang, M., Jiang, B., Shi, J., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+dihydroxyacetone+kinases+I+and+II+in+the+dha+regulon+of+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Role of dihydroxyacetone kinases I and II in the dha regulon of Klebsiella pneumoniae.</a> J Biotechnol. 177, 13-19 (2014).</li>
<li>Celińska, E., Grajek, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biotechnological+production+of+2%2C3-butanediol-current+state+and+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Adv%22%5BJournal%5D)">Biotechnological production of 2,3-butanediol-current state and prospects.</a> Biotechnol Adv. 27 (6), 715-725 (2009).</li>
<li>Chen, C., Wei, D., Shi, J., Wang, M., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+2%2C+3-butanediol+stereoisomer+formation+in+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Mechanism of 2, 3-butanediol stereoisomer formation in Klebsiella pneumoniae.</a> Appl Microbiol Biotechnol. 98 (10), 4603-4613 (2014).</li>
<li>Wei, D., Wang, M., Shi, J., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Red+recombinase+assisted+gene+replacement+in+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Ind+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Red recombinase assisted gene replacement in Klebsiella pneumoniae.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 39 (8), 1219-1226 (2012).</li>
<li>Wei, D., Sun, J., Shi, J., Liu, P., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+strategy+to+improve+efficiency+for+gene+replacement+in+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Ind+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">New strategy to improve efficiency for gene replacement in Klebsiella pneumoniae.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 40 (5), 523-527 (2013).</li>
<li>Chen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+RecBCD+in+Klebsiella+pneumoniae+by+Gam+and+its+effect+on+the+efficiency+of+gene+replacement%5BTitle%5D)+AND+%22J+Basic+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Inhibition of RecBCD in Klebsiella pneumoniae by Gam and its effect on the efficiency of gene replacement.</a> J Basic Microbiol. 56 (2), 120-126 (2016).</li>
<li>Wang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((R-acetoin+accumulation+and+dissimilation+in+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Ind+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">R-acetoin accumulation and dissimilation in Klebsiella pneumoniae.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 42 (8), 1105-1115 (2015).</li>
<li>Wei, D., Xu, J., Sun, J., Shi, J., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2-Ketogluconic+acid+production+by+Klebsiella+pneumoniae+CGMCC+1.6366%5BTitle%5D)+AND+%22J+Ind+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">2-Ketogluconic acid production by Klebsiella pneumoniae CGMCC 1.6366.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 40 (6), 561-570 (2013).</li>
<li>Sun, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-stage+fermentation+for+2-ketogluconic+acid+production+by+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22J+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Two-stage fermentation for 2-ketogluconic acid production by Klebsiella pneumoniae.</a> J Microbiol Biotechnol. 24 (6), 781-787 (2014).</li>
<li>Wang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gluconic+acid+production+by+gad+mutant+of+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22World+J+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Gluconic acid production by gad mutant of Klebsiella pneumoniae.</a> World J Microbiol Biotechnol. 32 (8), 1-11 (2016).</li>
<li>Wang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+xylonic+acid+by+Klebsiella+pneumoniae%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Production of xylonic acid by Klebsiella pneumoniae.</a> Appl Microbiol Biotechnol. 100 (23), 10055-10063 (2016).</li>
<li>Kumar, P., Barrett, D. M., Delwiche, M. J., Stroeve, P. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie801542g">Methods for pretreatment of lignocellulosic biomass for efficient hydrolysis and biofuel production.</a> Ind Eng Chem Res. 48 (8), 3713-3729 (2009).</li>
<li>Brisse, S., Grimont, F., Grimont, P. A. The genus Klebsiella. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F0-387-30746-X_8">The Prokaryotes</a>. , Springer. 159-196 (2006).</li>
<li>Hao, J., Lin, R., Zheng, Z., Liu, H., Liu, D. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s11274-008-9665-y">Isolation and characterization of microorganisms able to produce 1, 3-propanediol under aerobic conditions.</a> World J Microbiol Biotechnol. 24 (9), 1731-1740 (2008).</li>
<li>Hong, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0961953415000963">Optimization of alkaline pretreatment on corn stover for enhanced production of 1.3-propanediol and 2, 3-butanediol by Klebsiella pneumoniae AJ4.</a> Biomass Bioenerg. 77, 177-185 (2015).</li>
<li>Pienkos, P. T., Zhang, M. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s10570-009-9309-x">Role of pretreatment and conditioning processes on toxicity of lignocellulosic biomass hydrolysates.</a> Cellulose. 16 (4), 743-762 (2009).</li>
</ol>

למחברים אין מה לגלות.

K. Pneumoniae שייך לגזע Klebsiella במשפחה Enterobacteriaceae . K. דלקת ריאות מופץ באופן נרחב בסביבות טבעיות כגון קרקע, צמחייה ומים 14 . זן wildtype K. Pneumoniae בשימוש במחקר זה היה מבודד מהקרקע משמש לייצור 1,3-propanediol 15 . K. דלקת ריאות ומוטציות של מין זה לייצר כימיקלים רבים בתנאים שונים. PH תרבות ותוספי אוו...

דלקת ריאות של Klebsiella הוא חיידק שגדל היטב גם בתנאים אירוביים וגם אנאירוביים. K. Pneumoniae הוא מיקרואורגניזם תעשייתי חשוב המשמש לייצור כימיקלים רבים. 1,3-propanediol הוא כימי בעל ערך המשמש בעיקר מונומר לסנתז terephthalate polytrimethylene. Polytrimethylene terephthalate הוא פוליאסטר מתכלה המציג תכונות טובות יותר מאלו של 1,2-propanediol, butanediol, או אתילן גליקול 1 . 1,3-propanediol מופק על ידי K. דלקת ריאות באמצעות גליצרול כמו מצע בתנאים מוגבל חמצן 2 . 2,3-butanediol ונגזרותיו יש יישומים בתחום של פלסטיק, ייצור ממס, גומי סינתטי יש פוטנציאל לשמש דלק ביולוגי 3 . עם גלוקוז כמו המצע, 2,3-butanediol הוא המטבוליט העיקרי של זן wildtype 4 . 2,3-butanediol הוא synthesizאד מ pyruvate. ראשית, שתי מולקולות של pyruvate עיבוי להניב α-acetolactate; תגובה זו מזרזת על ידי סינתזה α-acetolactate. Α-acetolactate הוא המרה אז acetoin ידי decarboxylase α-acetolactate. R -acetoin ניתן לצמצם עוד יותר ל -2,3 butanediol כאשר מזרז על ידי dehydrogenase butanediol. שיטה יעילה להחלפת גנים המתאימה ל- K. Pneumoniae נבדקה, ומוטציות רבות נבנו 5 , 6 , 7 . מוטציה budC , אשר איבדה פעילות 2,hy-butanediol dehydrogenase שלה, מצטבר רמות גבוהות של אצטון במרק תרבות. Acetoin משמש כתוסף כדי לשפר את הטעם של מזון 8 . כאשר budA , אשר מקודד decarboxylase α-acetolactate, הוא מוטציה, 2-ketogluconic חומצה מצטבר במרק. 2-ketogluconic חומצה משמש לסינתזה של חומצה אריתורבית (isoascorbic חומצה), נוגדי חמצון המשמשים בתעשיית המזון 9 . 2-ketogluconic חומצה הוא ביניים של גלוקוז מסלול חמצון; במסלול זה, הממוקם בחלל periplasmic, גלוקוז הוא מתחמצן חומצה gluconic ולאחר מכן לחמצון נוסף לחומצה 2 ketogluconic. חומצה Gluconic וחומצה 2 ketogluconic המיוצר periplasm יכול להיות מועבר הציטופלסמה לחילוף חומרים נוסף. הצטברות של חומצה 2-ketogluconic תלויה בתנאים חומציים, ותוסף אוויר גבוה יותר לטובת 2-ketogluicic ייצור חומצה 10 . Gluconate dehydrogenase, מקודד על ידי gad , מזרז את ההמרה של חומצה גלוקונית לחומצה 2-ketolconconic. מוטציה של ג &#39;ק של דלקת ריאות גרם רמות גבוהות של חומצה גלוקונית במקום 2-ketogluconic חומצה, תהליך זה תלוי גם בתנאים חומצי. חומצה Gluconic הוא חומצה אורגנית בתפזורת והוא משמש כתוסף להגביר את המאפיינים של מלט 11. גלוקוז חמצון לחומצה gluconic הוא מזרז על ידי גלוקוז dehydrogenase. Xylose הוא גם מצע מתאים של גלוקוז dehydrogenase. כאשר xylose משמש כמצע, K. pneumoniae מייצרת חומצה xylic 12 . ייצור כימי באמצעות ביומסה כחומר גלם הוא נושא חם בביוטכנולוגיה 13 . המרכיבים העיקריים של ביומסה הם תאית, hemicellulose, ו lignin. עם זאת, אלה תרכובות macromolecular לא ניתן לקטבול ישירות על ידי רוב מיקרואורגניזמים (כולל K. דלקת ריאות ). תאית hemicelluloses ב ביומסה חייב להיות hydrolyzed גלוקוז ו xylose ולאחר מכן ניתן להשתמש על ידי מיקרואורגניזמים. נוכחות של ליגנין ב lignocelluloses יוצר מחסום מגן המונע הידרוליזה ביומסה על ידי אנזימים. לפיכך, תהליך טיפול לפני מסיר ליגנין hemicelluloses ומקטין את crystallinity של תאית מבוצעת תמיד במהלך ניצול ביומסה על ידי micרוורגניזמים. שיטות טיפול רבות כבר פותחו: חומצה, אלקליין, אמוניה, ועל קיטור precaterments נפוצים. במבוק הוא שופע באזורים טרופיים וסובטרופיים הוא משאב ביומסה חשוב. הנה, הכנת הידרוליזה במבוק וייצור כימי באמצעות הידרוליזה במבוק מוצגים

<table><tbody><tr><td>autoclave</td><td>SANYO</td><td>3780</td><td></td></tr><tr><td>bioreactor</td><td>Sartorius stedim biotech</td><td>Bostat Aplus</td><td></td></tr><tr><td>תסיסה</td><td>IKA</td><td>RW 20</td><td></td></tr><tr><td>שייקר אמבט מים</td><td>Zhicheng</td><td>ZWY-110X50</td><td></td></tr><tr><td>מערכת כרומטוגרף נוזלי בעלת ביצועים גבוהים</td><td>Shimadzu Corp</td><td>20AVP</td><td></td></tr><tr><td>צנטריפוגה</td><td>היטאצ'י</td><td>אבקת במבוק CR22G III</td><td></td></tr><tr><td></td><td>שנרכשה ממחוז ג'ה-ג'יאנג, מספר רשת בסין</td><td></td><td>, 50</td></tr><tr><td>צלולאז</td><td>Youtell Biochemical, שאנדונג, סין</td><td></td><td>200 PFU/mL</td></tr></tbody></table>

ייצור כימיקלים לפי<em&gt; קלבסילה דלקת ריאות</em&gt; באמצעות הידרוליזה במבוק כמו זינה

Production of Chemicals by Klebsiella pneumoniae Using Bamboo Hydrolysate as Feedstock

במבוק הוא ביומסה חשובה, ו hydrolyzate במבוק משמש דלקת ריאות Klebsiella כחומר גלם לייצור כימי. כאן, אבקת במבוק היה pretreated עם NaOH ושטף ל pH ניטרלי. Cellulase נוספה אבקת במבוק precreated כדי לייצר את הידרוליזה, אשר הכיל 30 גרם / L גלוקוז ו 15 גרם / קסילוז L שימש כמקור פחמן להכין מדיום לייצור כימי. כאשר מתורבת בתנאים microaerobic, 12.7 גרם / L 2,3-butanediol הופק על ידי wildtype K. דלקת ריאות . בתנאים אירוביים, 13.0 גרם / L R -acetoin הופק על ידי מוטציה budC של K. דלקת ריאות . תערובת של 25.5 גר &#39;/ L 2-ketogluconic חומצה ו 13.6 גרם / L חומצה xylonic הופק על ידי מוטציה budA של K. Pneumoniae ב שני שלבים, תדר מבוקרת pH עם תוספת אוויר גבוהה. בשלב הראשון של התסיסה, התרבות נשמרה ב pH ניטרלי; לאחר גידול התאים, הפרמנטציהN המשיך לשלב השני, שבמהלכו הורשתה התרבות להיות חומצית.

בפרוטוקול זה, במבוק היה pretreated באמצעות אלקלי. הפרמטרים הדגירה האופטימלי - טמפרטורה של 121 מעלות צלזיוס ו 0.25 M NaOH - נקבעו איורים 1 ו -2 . המברן לפני הטיפול היה hydrolyzed אנזימטית, ואת גלוקוז ריכוזי xylose שהתקבלו הידרוליזה נמדדו. טמפרטורות גבוהות יותר העדיפו ייצור סוכר, ולכן 121 ° C נבחרה בטמפרטורה אופטימלית. גלוקוז ו xylose המיוצר הידרוליזה גדל עם ריכוז NaOH מעל טווח 0.05-0.25 מ &#39;עוד עליות ריכוז NaOH ל...

אבקת במבוק היה prereated עם NaOH ו hydrolyzed אנזימטית. הידרוליזה של במבוק שימש כחומר גלם עבור 2,3-butanediol, R -acetoin, 2-ketogluconic חומצה, וייצור חומצה קילונית ידי דלקת ריאות Klebsiella .

Bamboo is an important biomass, and bamboo hydrolysate is used by Klebsiella pneumoniae as a feedstock for chemical production. Here, bamboo powder was ...

המטרה הכללית של ניסוי זה היא לצפות בייצור של הכימיקלים 2, 3-Butanediol, Acetoin, 2-ketogluconic acid וחומצה שלונית (xylonic acid) על ידי Klebsiella pneumoniae תוך שימוש בהידרולייזאט של במבו כחומר גלם. כדי להתחיל, באמצעות סדרה של תמיסות נתרן הידרוקסיד בבקבוקונים של 250 מיליליטר, הוסיפו חמישה גרם של אבקת במבו ל-40 מיליליטר של נתרן הידרוקסיד כדי להכין תמיסה של 10%. דגרו את התמיסות באמבט מים בטמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס, או 100 מעלות צלזיוס למשך 60 דקות, או דגרו את התמיסות באוטוקלאב בטמפרטורה של 121 מעלות צלזיוס למשך 60 דקות.לאחר הדגירה, סבב את התערובות בצנטריפוגה למשך חמש דקות, לאחר מכן הסר את העלייה, הוסף 100 milliliters של מים טריים וערבב. חזור על השטיפה חמש עד שש פעמים עד שה-pH של העלייה יגיע ל-6.8. לאחר מכן, כדי לבצע הידרוליזה אנזימטית, השתמש ב-98% sulfuric acid כדי לכוון 50 milliliters מכל תמיסה ל-pH 5.0. לבסוף, הוסף 0.5 milliliters של 200 filter paper activity, או FPU, לכל מיליליטר של cellulase.היחס הסופי של cellulase לבמבוק צריך להיות 20 FPU לכל גרם אחד של במבוק. דגרו את התערובת בטמפרטורה של 50 °C עם ניעור למשך 36 שעות. לאחר ההידרוליזה, חלק מהמוצקים יישארו בתערובת.כדי לקבל תסבך הידרוליזה (hydrolysate) צלול, סבבו את התמיסות בצנטריפוגה במהירות של 7,690 ×g למשך חמש דקות. כדי להכין

production-chemicals-klebsiella-pneumoniae-using-bamboo-hydrolysate

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

מקור: Augimeri, R. V. et al., תוך שימוש בתרכובת משחררת האתילן, חומצה 2-כלורו-אתילפוספונית, ככלי לחקר תגובת אתילן בחיידקים. J. Vis. Exp. (2016)סרטון זה מדגים את ההשפעה של אתילן שנוצר על ידי חומצה 2-כלורו-אתילפוספונית (CEPA) על צמיחת חיידקים וייצור תאית. אתילן מפעיל מסלולי איתות הממריצים סינתזת תאית, וכתוצאה מכך היווצרות פליקל משופרת. תוצאות אלה מדגישות את התגובה החיידקית לאתילן.

חקירת תגובת החיידקים לאתילן באמצעות תרכובת משחררת אתילן

התחל עם זן של חיידקי Pseudomonas aeruginosa , מבודד מאדמה מזוהמת בנפט, בתווך המכיל מקור חנקן ועודף שמן מאכל כמקור הפחמן.זן זה מסנתז פוליהידרוקסיאלקנואט (PHA), פולימר ארוך שרשרת שימושי בייצור ביו-פלסטיק.דגירה תחת תסיסה כדי להקל על האוורור ולקדם צמיחת חיידקים.בתחילה, המדיום מספק מקורות פחמן וחנקן כדי לתמוך בהתפשטות חיידקים ולייצר ביומסה גבוהה.לאחר צמיחה משמעותית, דלדול החנקן במדיום עוצר את חלוקת התאים ומפנה את מקור הפחמן העודף לביוסינתזה של PHA.החיידקים מפרישים ליפאזות המפרקות את השמן לחומצות...

ביוסינתזה של Polyhydroxyalkanoates על ידי Pseudomonas aeruginosa במדיום עשיר בפחמן

מקור: Wei, D., ואחרים, ייצור כימיקלים על ידי Klebsiella pneumoniae באמצעות הידרוליזאט במבוק כחומר גלם. J. Vis. Exp. (2017)הסרטון הזה מדגים את ההמרה המיקרוביאלית של סוכרים שמקורם בבמבוק ל-2,3-בוטנדיול על ידי גידול Klebsiella pneumoniae במדיום מבוסס הידרוליזאט בתנאים מיקרואירוביים וחומציות קלות.

תסיסה מיקרואירובית של הידרוליזאט במבוק על ידי Klebsiella pneumoniae

ניתן לאסוף פסולת תעשייתית ולשנות אותה כדי לנתח צמיחה מיקרוביאלית. טכניקות מיצוי ליגנוצלולוז מספקות רכיבים לניתוח יכולת פירוק ביולוגית ספציפית. כרומטוגרפיית גז-ספקטרומטריית מסה מזהה תוצרי תסיסה של מיקרואורגניזמים הגדלים על פסולת עיסת. שיטות אלה קובעות את היכולת המטבולית של מיקרואורגניזמים לפרק פסולת עיסה.

שיטות להקלה על גידול חיידקים בזרמי פסולת של טחנות עיסת ואפיון פוטנציאל הפירוק הביולוגי של חיידקים מתורבתים

מוצג פרוטוקול biocatalysts כל תא שיתוף משתק להתחדשות פקטור ויכולת שימוש חוזרת משופר, באמצעות הייצור של L-xylulose כדוגמא. התחדשות פקטור מושגת על ידי צימוד שני זני Escherichia coli להביע אנזימים משלימים מבחינה תפקודית; וקיבוע biocatalyst כל תא מושגת על ידי אנקפסולציה תא חרוזים אלגינט סידן.

קיבוע של biocatalysts רב בחרוזים אלגינט עבור פקטור רגנרציה Reusability משופר

טכניקות אבולוציה והבידוד מסתגלים מתוארות והפגינו להניב נגזרות של stipitis זן Scheffersomyces NRRL Y-7124 כי הם מסוגלים לצרוך hexose במהירות וסוכרים מעורבים פנטוז ב אנזים saccharified hydrolyzates undetoxified וכדי לצבור יותר מ -40 גרם / אתנול L.

טכניקות האבולוציה של שמרי פנטוז-תוסס יציבים לשם bioconversion של lignocellulose כדי אתנול

הפרוטוקולים המתוארים כאן מקלים על החקירה הנוחה של תגובות אתילן חיידקיות על ידי שימוש בחומצה 2-כלורואתילפוספונית (CEPA).  אתילן מיוצר באתרו באמצעות פירוק CEPA במצע גידול חיידקים מימי, תוך עקיפת הדרישה לגז אתילן טהור.

ניצול במגרש משחררים אתילן, 2-Chloroethylphosphonic חומצה, ככלי לחקר תגובה אתילן בחיידקים

אנו מציגים פרוטוקול לסינתזה של C5 סוכרים (xylose, אראבינוז) מ מתחדשת שאינם מיועדים לאכילה lignocellulosic ביומסה (קרי, יוטה) עם הנוכחות של Brønsted נוזלים יוניים חומצי (ביצים) כזרז במים. הזרז ביילס הציג כדאי קטליטי ביצועים יותר קונבנציונליים המינרל זרזים חומצה (H2אז4 ו- HCl).

שיטה לניתוח Pentosan נוכח יוטה ביומסה והמרה שלה לתוך מונומרים סוכר באמצעות נוזל חומצי יוניים

זיהום אוויר משפיע על איכות החיים של כל האורגניזמים. במאמר זה נתאר את השימוש בביוטכנולוגיה של מיקרו-אצות לטיפול בביו-גז (סילוק סימולטני של פחמן דו-חמצני ומימן גופרתי) ואת ייצור הביו-מתאן באמצעות בריכות אצות פתוחות חצי-תעשייתיות בקצב גבוה, וניתוח עוקב של יעילות הטיפול, pH, חמצן מומס וגידול מיקרו-אצות.

טיהור ביוגז באמצעות שימוש במערכת מיקרו-אצות-חיידקים בבריכות אצות חצי תעשייתיות בקצב גבוה

פרוטוקול זה מציג שיטה ניתנת להרחבה להמרת פסולת מזון לביו-פלסטיק מתכלה (PHA). הוא משתמש בעיכול אנאירובי עצור לטיפול מקדים בפסולת מזון, תסיסה מיקרוביאלית הלופילית לביוסינתזה של PHA, ותהליך נטול כימיקלים במורד הזרם לשחזור PHA.

גישה ניתנת להרחבה צעד אחר צעד של ייצור ביו-פלסטיק בר קיימא מפסולת מזון

חקור ייצור כימיקלים ביוטכנולוגיים באמצעות Klebsiella pneumoniae מתזקת במבוק. שיטה זו מדגימה תסיסה מיקרוביאלית יעילה לפיתוח תהליכים ביוכימיים ברי קיימא.

ייצור כימיקלים לפי

גלה סרטונים נוספים