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重组改造枯草芽孢杆菌高产脂肽集成技术
1.痛点问题
表面活性素是一种枯草芽孢杆菌脂肽，分子结构含7个氨基酸环肽及13-16个碳链长度的脂肪酸，作为脂肽家族生物表面活性剂的代表性分子，具有优异的表面/界面活性、稳定性及抑菌、杀虫等性能。因此，其在石油开采、工农业、医药、日化等领域展现出了非常广阔的应用前景。
但发酵产率低严重制约了表面活性素的工业化生产和应用。研究表明，野生菌株的产量通常为1g/L以下。培养基和培养条件优化后，产量提高也很有限。菌株的基因工程改造方面也比较困难。表面活性素（脂肽）合成机制为特殊的非核糖体肽合成机制，基因簇很大，长度达到26Kb以上。因此很难实现异源表达，只能进行基因组原位突变改造。其分子结构中既包含氨基酸、也包括脂肪酸，因此代谢途径也很复杂。此外，发酵培养过程中，严重的起泡和泡沫溢出问题也制约了工业化的进程。
2.解决方案
化工系于慧敏教授团队从南海底泥等特殊环境中筛选获得了产表面活性素野生枯草芽孢杆菌，进一步采用原位编辑超强启动子工程、特点氨基酸和脂肪酸代谢工程和营养细胞-芽孢调控综合策略，成功构建高产表面活性素的无休眠枯草芽孢杆菌超级细胞工厂，并进一步打通了高产表面活性素新工艺，获得了表面活性素液体和粉末产品。
3.合作需求
本项目寻求有志于在石油开采、工农业、日化洗涤等不同应用领域进行脂肽（表面活性素）新产品开发的企业开展合作，尤其是在上述不同领域具有孵化资源或资金，在工程化、产品化所需的场地、实验条件等方面具有生产和销售优势或经验的企业。也寻求对不同应用场景具有共同开发兴趣的企业开展技术合作。最后，也希望与一些高科技园区进行对接，推动产品生产线建设。
清华大学
2022-09-23
缓解畜禽应激的枯草芽孢杆菌生产技术
该发明属于兽用微生物添加剂制备技术应用领域，涉及一株缓解畜禽应激的枯草芽孢杆菌选育及应用。该发明从禽源分离筛选的对养殖动物常见肠道致病菌如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌具有明显的抑菌效果的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）HDRaBS1。生物功能验证表明该菌株具有抗逆性强和抗应激等特点，可用于制备抗畜禽应激的微生物制剂，其中的制剂包括畜禽饲用微生物添加剂。还公开了该枯草芽孢杆菌HDRaBS1的分离鉴定方法及其在畜禽用单菌剂制备中的应用。
近些来，饲添抗生素的滥用严重影响养殖业的健康可持续发展；同时现代集约化养殖方式的推广，使得因生产环境、饲养管理、运输及病原菌的感染等因素引起的应激时常发生，饲养畜禽因应激而导致的疾病就十分常见，损失巨大。因此该技术的应用将有效减少抗生素的用量，有效提高动物的抗应激能力，保障畜禽健康，具有广阔的应用前景。
转化条件：液体发酵设备、场地400平方，300万
成果完成时间：2014年
华中农业大学
2021-01-12
枯草芽孢杆菌氨肽酶的发酵制备及应用
菌种来源于传统食品，鉴定为枯草芽孢杆菌，无安全性风险；发酵原料以农副产品为主，资源丰富，成本低；发酵周期短，能耗少，工艺相对简单；发酵菌株基因工程菌已构建成功，产酶水平提高潜力巨大；二次膜过滤组合步骤提取，收率高，步骤简化，废水排放少。最适 pH 在 8～10，最适温度 55℃；具备与碱性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、中性蛋白酶的良好匹配特性。
创新要点
无酸性蛋白酶活性，而中性和碱性内切型蛋白酶的活性很低；；与 ProteAX酶同样酶单位加量下比较，Zj016 氨肽酶水解后的小肽含量更高，水解更加彻底。
江南大学
2021-04-11
聚-γ-谷氨酸发酵生产及其在农业中的应用
中试阶段/n成果简介：目前，农业生产减肥增效、节能降耗、减少环境污染是人们关注的热点。聚γ-谷氨酸（简称“γ-PGA”）作为一种绿色生物大分子材料，不仅可使作物增产10-30％，节肥10-20％，还可提高作物品质和作物抗病耐旱能力。华中农业大学农业微生物学国家重点实验室率先在国际上开展了γ-PGA在农作物栽培中的应用，已申请γ-PGA发酵及γ-PGA在农业领域的应用等5项中国发明专利，其中获得3项发明专利授权。三项相关课题鉴定成果分别于2007年，2008年，2009年通过湖北省科技厅组织的专家鉴定
华中农业大学
2021-01-12
苏氨酸工业生产菌代谢工程系统改造
本成果从一株高产 L-异亮氨酸的 C. glutamicum 出发，运用反向代谢工程策略对其代谢通路进行理性重排，以期实现 L-苏氨酸高产，特别是近期，通过热诱导丙酮酸羧化酶和苏氨酸外排泵创苏氨酸产率纪录，开发了一种两段式温控发酵苏氨酸的重组大肠杆菌和工艺，发酵罐苏氨酸摩尔转化率达 103.28%。这套复杂中心代谢途径的自我调控维持了生产和生长的平衡。论文用实验室前期构建的一株产苏氨酸的重组大肠杆菌 TWF001 为宿主，首先编辑了涉及副产物有机酸合成、产物降解和转运的基因，并证实这一系列菌种在 37 度升至 42 度情况下的生长情况等同正常 37 度发酵；然后用一套大肠杆菌热敏启动子去转录四环素启动子阻遏蛋白，四环素启动子后的报告基因 37 度表达，42 度不表达。
江南大学
2021-04-11
磷脂酶 D 及磷脂酰丝氨酸的生物制备
磷脂酶 D 是一种用于磷脂改性的工业化生产用酶，近年来研究较多且效果比较明显的是通过微生物发酵的方法获得磷脂酶 D。磷脂酶 D 主要用于两个方面：一是从卵磷脂出发，通过磷酸基转移反应，制备含量较少的磷脂化合物，如磷脂酰丝氨酸（PS）、磷脂酰肌醇（PI）等；二是通过转移反应合成新的磷脂衍生物，用在药物学领域。磷脂酰丝氨酸是磷脂中的一种，天然含量稀少，但它是大脑中主要的酸性磷脂，能控制和调节细胞膜关键蛋白的功能状态，提高脑细胞的活力，改善大脑功能、修复大脑损伤，成为“脑专一性营养物质”。本项目通过菌种筛选获得一株高产磷脂酶 D 的肉桂链霉菌菌株。通过发酵优化，发酵酶活可达到 10U/mL 以上，可用于 PS、PI 的生产。
江南大学
2021-04-11
抗肝癌、黑素瘤药物－重组精氨酸脱亚胺酶的制备
精氨酸脱亚胺酶（Arginine deiminase，EC 3.5.3.6，ADI）因其可以作为 精氨酸营养缺陷型肿瘤细胞（如：肝癌、黑素瘤）的靶向治疗药物而受到广泛关注。目前，进入癌症临床研究的仅有支原体来源的 ADI，处于临床三期试验。本项目从自然界筛选到产精氨酸脱亚胺酶的变形假单胞菌，在大肠杆菌实现 了该酶的重组表达，采用该重组 ADI 进行体外和小鼠体内抗癌活性研究，对肝癌细胞人肝癌细胞系 HepG2 和小鼠肝癌细胞系 H22 有显著抑制作用。基于简便灵敏的 96 孔板高通量筛选模型，筛选在体内生理条件下具有较高酶活以及底物亲和性的精氨酸脱亚胺酶突变株，采用随机突变、定点突变等非理性和半理性的蛋白质定向进化手段，获得了最适 pH 由 6.0 提高至 7.0，在生理中性条件下（pH 7.4）酶活力较野生型 ADI 提高了 33 倍以上的 ADI 突变株，比活力为 15－17 U/mg。该改造后的 ADI 的 PEG 化和小鼠实验正在进行中。
江南大学
2021-04-11
微生物转化制造 L-瓜氨酸的方法
利用自主筛选、鉴定和保藏的一株产精氨酸脱亚氨基酶（ADI）的恶臭假单胞菌 CGMCC1347，通过发酵培养其微生物细胞，用于转化精氨酸生成 L-瓜氨酸，用 5L 发酵罐发酵 20 小时产酶活力达到 2.17U/mL。采用卡拉胶等凝胶包埋固定化细胞反复分批转化 10 次，酶活力不减。用固定化细胞固定床反应器进行连续转化，连续 30 天以上，连续 30 天 mol 转化率稳定在 90-99％，30 天平均稀释速率 D=0.0735 h-1，固定床反应器生产效率平均 6.34 g L-1 h-1，固定化细胞生产能力 0.0108 g h-1 g -1。本技术的特点是高产精氨酸脱亚氨基酶（ADI）的恶臭假单胞菌菌株能高效转化精氨酸生成 L-瓜氨酸，对底物总摩尔转化率高，转化后的产物纯度高，作为生物催化剂的微生物细胞易于培养且安全无毒，生物转化反应条件温和，环境友好。固定化细胞可反复利用多次，或装柱连续转化。
江南大学
2021-04-11
一株具有降低胆固醇能力的植物乳杆菌
随着社会发展人民生活水平不断提高，日常饮食结构也在不断变化。不合理的膳食结构所带来的负面影响是冠心病、高血压、动脉粥样硬化等心脑血管疾病的发病率不断提高。而血清中胆固醇的含量被认为是诱发心脑血管疾病的主要因素。 胆固醇是人体必不可少的营养成分。对人体而言，胆固醇可以合成多种激素；形成胆酸，促进脂肪的消化；构成细胞膜；并有助于血管壁的修复与保持完整功能。正常成年人血液中胆固醇含量在 2.82～5.95mmol/L。胆固醇是非水溶性物质，在血液中常结合低密度脂蛋白和高
兰州大学
2021-04-14
耐胁迫植物乳杆菌定向选育及发酵关键技术
本项目以具有优良益生功能的植物乳杆菌为研究对象，筛选得到了耐胁迫相 关靶点基因和蛋白，发明了基于环境因子耐胁迫耐受的菌种定向选育技术；发明 了基于体外实验、细胞模型和活体动物模型的功能评价方法。可实现具有减除食源性危害因子功能菌株的靶向性高通量筛选。发明了一系列菌株高活性培养和高效制备的发酵关键技术，创新开发了植物乳杆菌新产品。
江南大学
2021-04-11