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微生物發(fā)酵生產(chǎn)低聚果糖
南開大學(xué)環(huán)境微生物與微生物制造研究室從發(fā)酵食品中分離得到一株解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens LL3），它能夠利用蔗糖合成低聚果糖。
一、項(xiàng)目分類
關(guān)鍵核心技術(shù)突破
二、成果簡介
南開大學(xué)環(huán)境微生物與微生物制造研究室從發(fā)酵食品中分離得到一株解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens LL3），它能夠利用蔗糖合成低聚果糖。為了提高低聚果糖的產(chǎn)量和純度，項(xiàng)目組采用溫敏質(zhì)粒結(jié)合反向篩選標(biāo)記——無痕基因敲除法對菌株的其他胞外產(chǎn)物和六個胞外蛋白基因以及3個細(xì)菌胞外多糖基因（簇）進(jìn)行了敲除；5L罐分批發(fā)酵低聚果糖的產(chǎn)量（42 h）達(dá)到43.34g/L。為了進(jìn)一步提高蔗糖酶的分泌表達(dá)，項(xiàng)目組整合強(qiáng)啟動子和信號肽對菌種進(jìn)行改造，在5L發(fā)酵罐采用補(bǔ)料分批發(fā)酵工藝，菌株低聚果糖產(chǎn)量達(dá)101.7 g/L。分子量約5000Dal，純度95%以上。
項(xiàng)目優(yōu)勢：
（1）低聚果糖產(chǎn)品產(chǎn)量高：101.7g/L；產(chǎn)品純度高：95%以上；
（2）解淀粉芽孢桿菌屬農(nóng)業(yè)部規(guī)定可使用的微生物菌種；
（3）所構(gòu)建的重組菌株是采用無痕敲除法從解淀粉芽孢桿菌而來，菌株不含抗性基因，具有安全性；
（4）采用國內(nèi)發(fā)酵企業(yè)通用的發(fā)酵設(shè)備即可實(shí)施生產(chǎn)。
南開大學(xué)
2022-08-11
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一種新型曝氣生物濾池
技術(shù)原理 ：曝氣生物濾池是將接觸氧化工藝和懸浮物過濾工藝結(jié)合在 一起的污水處理工藝，它無需專門的清水儲水池和反沖洗泵，節(jié)省土建和 設(shè)備費(fèi)用。 新型曝氣生物濾池內(nèi)設(shè)有過濾池、進(jìn)水渠、出水堰、計(jì)時水箱，濾池 底部有出水管，出水管把若干格曝氣生物濾池互相連通，出水管連接出水 槽，排水虹吸管連接水封井和曝氣生物濾池，進(jìn)水虹吸管連接進(jìn)水渠和出 水堰，過濾池內(nèi)裝有濾料， 過濾池底端布置濾頭， 曝氣管和反復(fù)沖洗氣管。
南昌大學(xué)
2021-04-14
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虎皮楠生物堿合成重要進(jìn)展
課題組從已知的簡單化學(xué)原料手性二酮（圖2.1）出發(fā)，利用著名的有機(jī)人名反應(yīng)——Van Leusen反應(yīng)和隨后的一個氧化反應(yīng)，快速在該分子骨架中引入了兩個關(guān)鍵的化學(xué)官能團(tuán)：氰基和羥基。隨后利用同樣非常著名的有機(jī)人名反應(yīng)——Saegusa-Ito氧化反應(yīng)制造了一個新的雙鍵結(jié)構(gòu)（圖2.5）。雖然該敏感二烯酮的存在使得下方氰基的水解反應(yīng)較為不順利，但最終該
南方科技大學(xué)
2021-04-14
微生物提高石油采收率
微生物提高石油采收率是生物技術(shù)在石油開發(fā)領(lǐng)域中的開拓性應(yīng)用，因具有適應(yīng)性強(qiáng)，效率高，成本低，施工方便和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，已成為一項(xiàng)新的三次采油技術(shù)及眾多老油田新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。 南開大學(xué)經(jīng)過多年聯(lián)合攻關(guān)，已優(yōu)選出大量適合不同油藏條件的采油微生物，建成了系列菌種庫和試驗(yàn)廠，建立了質(zhì)檢方法和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確立了從菌種篩選－性能評價－巖心模擬－菌劑生產(chǎn)－制定礦場試驗(yàn)方案－施工－跟蹤檢測－效果評價等一整套技術(shù)措施，并有很多創(chuàng)新，特別是在高溫菌種的篩選評價，特高稠油藏、聚合物驅(qū)后油藏和超高溫油藏的應(yīng)
南開大學(xué)
2021-04-14
禽用益生菌微生物制劑
禽用益生菌微生物制劑是養(yǎng)禽飼料的添加劑，含有多種益生菌，能在禽的腸胃中形成優(yōu)勢菌群并與原腸胃菌共生協(xié)同調(diào)節(jié)腸胃菌群生態(tài)平衡，益生菌主要是由安全可靠的芽孢桿菌、放線菌和乳酸菌優(yōu)化組合而成。如混入5～10％經(jīng)高溫處理的酵母菌，還能為益生菌和腸胃菌群提供多糖、蛋白質(zhì)、維生素和其他營養(yǎng)物質(zhì)。該益生菌菌制劑關(guān)鍵技術(shù)是：制備高密度高活性的菌制劑。 南開大學(xué)制備的禽用益生菌微生物制劑活性高、密度大、固定在麥麩上的有效活菌數(shù)達(dá)1011菌落/克。以每只雞每天飼喂1克菌制劑計(jì)，產(chǎn)蛋
南開大學(xué)
2021-04-14
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生物膜內(nèi)自養(yǎng)脫氮工藝
CANON工藝（Completelyautotrophicammoni-umremovalovernitrite）即生物膜內(nèi)自養(yǎng)脫氮工藝，是一種新型生物脫氮工藝，該工藝是指在單個反應(yīng)器或者生物膜內(nèi)通過控制溶解氧實(shí)現(xiàn)亞硝化和厭氧氨氧化，從而達(dá)到脫氮的目的。在微氧條件下，亞硝酸菌將氨氮部分氧化成亞硝酸，消耗氧化創(chuàng)造ANAMMOX過程所需的厭氧環(huán)境；產(chǎn)生的亞硝酸與部分剩余的氨氮發(fā)生ANAMMOX反應(yīng)生成氮?dú)狻Ｔ谙扪鯒l件下能夠建立好氧和厭氧氨氧化菌的共生系統(tǒng)，而這一系統(tǒng)的
山東大學(xué)
2021-04-14
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揭示光系統(tǒng)II生物發(fā)生調(diào)控機(jī)制
通過系統(tǒng)篩查，研究人員鑒定到一個高等植物特有的PSII生物發(fā)生調(diào)控因子——LPE1（LOW PHOTOSYNTHETIC EFFICIENCY 1）。通過生理學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)和遺傳學(xué)等手段研究發(fā)現(xiàn)，LPE1基因突變導(dǎo)致PSII活性劇烈降低，PSII生物發(fā)生嚴(yán)重受阻；同時光PSII核心蛋白D1的合成明顯受損。值得注意的是，LPE1編碼一個葉綠體PPR蛋白，直接與D1編碼基因psbA mRNA的5'UTR結(jié)合，從而招募核糖體并啟動D1蛋白的翻譯。更重要的是，LPE1同時與已知的D1翻譯因子HCF173（HIGH CHLOROPHYLL FLUORESCENCE 173）互作，促使HCF173與psbA mRNA結(jié)合，協(xié)同參與調(diào)控PSII生物發(fā)生。 更有趣的是，該研究發(fā)現(xiàn)光可以誘導(dǎo)D1蛋白的表達(dá)，并且主要在翻譯水平實(shí)現(xiàn)控制。光誘導(dǎo)結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，光可以促進(jìn)LPE1與psbA mRNA的5'UTR結(jié)合。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，光可能通過改變?nèi)~綠體中的氧化還原狀態(tài)，調(diào)節(jié)LPE1的分子內(nèi)二硫鍵及蛋白結(jié)構(gòu)，從而影響其與psbA mRNA的結(jié)合活性。 該工作首次鑒定到高等植物中D1翻譯調(diào)控過程中psbA mRNA的直接結(jié)合因子，揭示了PSII生物發(fā)生的光調(diào)控機(jī)制，對于理解植物光合作用與生長發(fā)育調(diào)控機(jī)理具有重要的理論價值。
中山大學(xué)
2021-04-13
在真核生物的翻譯調(diào)控機(jī)制
發(fā)現(xiàn)20年以來的第一個晶體結(jié)構(gòu)，證實(shí)SLFN是一個新型的核酸內(nèi)切酶家族，通過破壞蛋白翻譯機(jī)器調(diào)控真核生物的翻譯進(jìn)程，能夠有效控制HIV病毒的復(fù)制和包裝。課題組人員還提出了對真核生物在應(yīng)激狀態(tài)下翻譯調(diào)控機(jī)制的見解，并進(jìn)一步闡明了SLFN家族可能的抗腫瘤機(jī)制，為SLFN的臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 課題組解析了SLFN13的N端結(jié)構(gòu)域（SLFN13-N）的三維晶體結(jié)構(gòu)，揭示了其獨(dú)特的U型枕樣的類二聚體折疊，可分為N端部分（N-lobe），C端部分（C-lobe）和中間連橋部分（bridge domain，BD）。SLFN13-N的U型凹槽可以識別tRNA/rRNA分子堿基配對的RNA結(jié)構(gòu)，由三個酸性氨基酸組成的催化三聯(lián)體執(zhí)行酶切。體外酶切實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)SLFN13可以在tRNA的3’端酶切11 nt，即tRNA 3’接收臂的末端，這是真核生物中第一個被鑒定可以在該位置酶切的核酸內(nèi)切酶。過表達(dá)后細(xì)胞質(zhì)定位的SLFN13可以酶切細(xì)胞內(nèi)的成熟的tRNA和rRNA，破壞蛋白質(zhì)翻譯機(jī)器，進(jìn)而抑制細(xì)胞中的蛋白合成，降低細(xì)胞代謝水平。SLFN13還展現(xiàn)了酶活依賴的多階段多層次的高效HIV病毒監(jiān)管方式。因此，課題組將SLFN13命名為RNA酶S13。同時，研究人員提出了對真核生物翻譯機(jī)制調(diào)控的見解，認(rèn)為SLFN對腫瘤細(xì)胞增殖的抑制很可能是通過破壞細(xì)胞內(nèi)蛋白翻譯機(jī)器或調(diào)控其它關(guān)鍵核酸底物的活性進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞代謝水平來實(shí)現(xiàn)。
中山大學(xué)
2021-04-13
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生物法制備環(huán)磷腺苷及其應(yīng)用
環(huán)磷酸腺苷(cAMP)為蛋白激酶致活劑，作為細(xì)胞內(nèi)的第二信使有著廣泛的生理作用，對糖、脂肪代謝、核酸、蛋白質(zhì)的合成調(diào)節(jié)等起著重要的作用。臨床上用于治療心絞痛、心肌梗死、心肌炎及心源性休克。它也可作為藥物中間體制備二丁酰環(huán)磷腺苷和環(huán)磷腺苷葡甲胺，發(fā)揮更有效的生理及藥理作用。cAMP還可用于畜禽食品添加劑，在離體條件下模擬生長激素的作用，促進(jìn)畜禽生長，增加優(yōu)質(zhì)禽產(chǎn)品產(chǎn)量。通過篩選獲得了cAMP的高產(chǎn)菌株，利用離子束誘變技術(shù)對菌株進(jìn)行改造，結(jié)合代謝調(diào)控手段，進(jìn)一步提高cAMP的產(chǎn)量，由此可產(chǎn)生數(shù)億直接經(jīng)濟(jì)效益。相比化學(xué)合成法，可大幅度降低原料成本原料成本和能量消耗。本產(chǎn)品的發(fā)展有利于帶動我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)如醫(yī)藥、食品添加劑產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展，產(chǎn)生間接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)數(shù)十億。
生產(chǎn)規(guī)模及設(shè)備投資:發(fā)酵罐、離交柱、結(jié)晶釜，總投資1000萬
經(jīng)濟(jì)效益估算:年銷售額4000萬
南京工業(yè)大學(xué)
2021-01-12
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生物法非織造布制備技術(shù)
紡織加工過程中會產(chǎn)生的大量下腳料，這些下腳料纖維長度短、整齊度差、含雜率高，限制了其回收利用，從而造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。針對這一現(xiàn)象，項(xiàng)目提出利用生物技術(shù)對成網(wǎng)后的短纖維進(jìn)行生物法加固制備非織造布，為紡織生產(chǎn)中產(chǎn)生的下腳料提供了新的再加工方式。該非織造布制備過程綠色環(huán)保，成本低廉，在生產(chǎn)過程中不需要使用任何有機(jī)溶劑，能耗低，是一種低成本、無污染的紡織原材料生物加工技術(shù)。
關(guān)鍵技術(shù)
高產(chǎn)菌種的篩選及培養(yǎng)基配方的優(yōu)化；下腳料非織造布制備關(guān)鍵技術(shù)；低克重非織造布制備關(guān)鍵技術(shù)；非織造布后處理技術(shù)。
知識產(chǎn)權(quán)及項(xiàng)目獲獎情況
授權(quán)專利：一種食藥用真菌納米膜的制備方法及其應(yīng)用（專利號 :201310527970.2）
項(xiàng)目成熟度 ：試生產(chǎn)階段
投資期望及應(yīng)用情況
效益分析（資金需求總額 200 萬元）
應(yīng)用情況：江蘇菲特濾料有限公司
江南大學(xué)
2021-04-13