摘 要

通过基因敲除得到的L-Methionine和L-Threonine缺陷型大肠杆菌，去除L-Methionine（甲硫氨酸）和L-Threonine（苏氨酸）这两条碳代谢途径，使得碳代谢尽量往L-Lysine（L-赖氨酸）方向，能够显著提高其产L-Lysine（L-赖氨酸）的能力。L-Lysine（L-赖氨酸）是人类和动物所必需的八种氨基酸之一，能够有效地平衡氨基酸的摄取和代谢，提高机体对蛋白质的吸收率和利用率，在食品、饲料和医药行业都有广泛的应用^[1]。近年来，随着L-Lysine（L-赖氨酸）多种生理功能被发现，市场对其需求与日俱增，微生物发酵法生产L-Lysine（L-赖氨酸）也越发受到重视。与此同时，我们将眼光投放在价廉易得且开发应用价值较高的糖蜜上，利用糖蜜和重组菌株生产L-Lysine（L-赖氨酸）成为目前的一种新途径。本次实验就把重点放在胶体、色素和金属离子这三种组分对重组大肠杆菌生产赖氨酸的影响。

关键词：重组大肠杆菌 L-赖氨酸 糖蜜组分

Effects of Molassescomponents on Lysine Production by Recombinant Escherichia

Abstract

The methionine and threonine-deficient Escherichia coli obtained by gene knockout removes the two carbon metabolic pathways of L-methionine and L-threonine, making carbon metabolism as much as possible to the direction of L-lysine. L-Lysine is one of the eight amino acids necessary for humans and animals, with a variety of physiological functions^[17], especially the balance of amino acid uptake and metabolism^[2], improve the body's absorption rate and utilization of protein .L-Lysine has a wide range of applicationsIn the food, feed and pharmaceutical industries . In recent years, with a variety of physiological functions of lysine have been found, the market demand for its is growing^[18], microbial fermentation of L-lysine production is also paid more and more attention^[3].At the same time, we focus on molasses,which is cheaper and easier to get and also has higher apply value.Using molasses and recombinant strains to product L-lysine has become a new way. This experiment focuses on the colloid, pigment and metal ions of the three components of recombinant E. coli production of lysine.

Key Words: recombinant E. Coli L - lysine molasses components

目录

糖蜜组分对重组大肠杆菌生产赖氨酸的影响 I

摘要 I

Abstract II

目录 3

第一章 引言 1

1.1 糖蜜及其组分 1

1.1.1 糖蜜及其组分的来源 1

1.1.3 国内外糖蜜的应用及其发展现状 1

1.2 重组大肠杆菌菌株 1

1.2.1 基因敲除技术 1

1.2.2 L-Methionine和L-Threonine缺陷型大肠杆菌 1

1.3 Lysine的概述及意义 2

1.3.1 Lysine的结构及理化性质 2

1.3.2 L-Lysine的应用 2

1.3.3 L-Lysine的生产 3

1.4 研究思路和技术方法 3

第二章 糖蜜组分对重组大肠杆菌生产赖氨酸影响的研究 4

2.1实验材料 4

2.1.1 菌种来源 4

2.1.2 实验器材 4

2.1.3 实验试剂 4

2.2实验方法 5

2.2.1 糖蜜组分提取方法 5

2.2.2 菌株培养方法及培养基的制备 5

2.2.3 其他试剂的制备 6

2.2.4 胶体对重组大肠杆菌生产赖氨酸影响的研究方法 7

2.2.5 色素对重组大肠杆菌生产赖氨酸影响的研究方法 7

2.2.6 金属离子对重组大肠杆菌生产赖氨酸影响的研究方法 8

2.3实验结果及讨论 10

2.3.1 大肠杆菌的菌落形态及生长情况 10

2.3.2 胶体对重组大肠杆菌生产赖氨酸影响 10

2.3.2 色素对重组大肠杆菌生产赖氨酸影响 12

2.3.3 金属离子对重组大肠杆菌生产赖氨酸的影响 14

结语 16

致谢 17

参考文献 18

第一章 引言

1.1 糖蜜及其组分

1.1.1 糖蜜及其组分的来源

糖蜜是一种色泽深褐，且带有浓厚的香气及甜味的粘稠度极高的液体，制糖工业中经加热、中和、沉淀、过滤、浓缩、结晶等工作程序制糖后所剩，流动性比较差，一般作为废弃物处理。糖蜜组分主要包括糖蜜胶体，色素，金属离子等。本实验主要研究胶体，色素以及金属离子对重组大肠杆菌生产赖氨酸的影响。

1.1.3 国内外糖蜜的应用及其发展现状

以往主要的糖蜜处理方式是用于饲料工业,生产酒精、味精等发酵工业及制做工业用黏结剂等^[4]。目前随着各类氨基酸的市场需求增大，糖蜜发酵已经逐渐兴起

。

1.2 重组大肠杆菌菌株

1.2.1 基因敲除技术

基因敲除又称基因打靶，通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术^【5】。通常意义上的基因敲除主要是应用DNA同源重组原理，用设计的同源片段替代靶基因片段^[19]，从而达到基因敲除的目的^【6】。本次实验所采用的的L-Methionine和L-Threonine缺陷型大肠杆菌就是通过该技术得到的变异菌株。

1.2.2 L-Methionine和L-Threonine缺陷型大肠杆菌

目前L-Lysine（L-赖氨酸）的生产工艺主要采用棒状杆菌和短杆菌的变异体^[15]，其中谷氨酸棒状杆菌应用最为广泛^【7】，但本次实验选择L-Methionine和L-Threonine缺陷型大肠杆菌作为生产L-Lysine（L-赖氨酸）的菌株。

大肠杆菌在生长过程中的碳代谢主要有三种途径，L-Methionine（甲硫氨酸）L-Threonine（苏氨酸）和L-Lysine（L-赖氨酸），本次实验目的是为了研究糖蜜组分对大肠杆菌生产赖氨酸的影响，使用L-Methionine和L-Threonine缺陷型大肠杆菌能够去除L-Methionine（甲硫氨酸）和L-Threonine（苏氨酸）这两条途径，让碳代谢尽量往L-Lysine（L-赖氨酸）方向。