节杆菌LF-Tou2的分离和产生生物絮凝剂的特征研究

论文题目: 节杆菌LF-Tou2的分离和产生生物絮凝剂的特征研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 微生物学

作者: 栾兴社

导师: 张长铠

关键词: 节杆菌,生物絮凝剂,有机污染物,优化培养,絮凝模式,结构特征,葡萄糖基转移酶,化学修饰,发酵中试,毒理

文献来源: 山东大学

发表年度: 2005

论文摘要: 1.面对触目惊心的水质污染,工业微生物技术—微生物絮凝剂的研究为新世纪水质净化引导了新的方向。微生物絮凝剂为天然生物大分子,是一类具有絮凝功能、高效、安全、及具生物可降解性的生物多聚物。由于该现代生物化工产品是一种崭新的取之不尽的自然资源,所以在资源危机、生态环境危机的当今经济社会中展现出强劲发展势头。 2.本论文研究用污染有机物为唯一碳源的选择性培养基分离出了生长速度快、能够产生高活性微生物絮凝剂的菌株。经形态、生理生化特征及16SrDNA分析,该菌鉴定为节杆菌LF-Tou2（Arthrobacter sp.LF-Tou2）。最优化培养条件的研究表明:该菌能够利用属于有机污染物的特殊碳源如,PEG、己烷、环己烷等进行较好的生长;葡萄糖是优良的碳源,对分离菌株生长和产生高活性微生物絮凝剂的适合浓度为2%;最适氮源为无机氮源,即（NH4）2SO4:在以（NH4）2SO4为氮源,以2%葡萄糖为碳源进行培养时,细胞生长和产生高絮凝剂活性的C/N比率为6:1;进行液体培养的最适起始pH值为7.0,最适接种量为每毫升培养液1.0×105个细胞;在试验的无机盐中,CaCl2和ZnCl2对于培养过程中絮凝活性的形成非常有效,在起始浓度为4mmol/L时,其相对絮凝率分别提高5.93%和5.92%;在设计的试验温度下,分离菌株产生絮凝剂的最适培养温度为27℃,絮凝活性的形成与细胞生物量之间并不存在完全的平行关系;B族维生素能够促进细胞形成絮凝剂,当在培养体系中加入40mg/L B9和6mg/L B12时,相应的絮凝活性分别提高5.68%和3.80%。1L摇瓶动态分析表明:在分批培养中菌体在12h达到指数后期,18h进入稳定期。最初多糖的产生与细胞生长有平行关系,24h达到最高,随着时间延长多糖的含量反而有所下降。葡萄糖基转移酶的形成呈波形曲线,在18h时最高。多糖的含量在24h时达到最高,即2.78g/L,此时相对絮凝率也达到最高,即98.08%。还原糖在12h时就消耗掉91%,18h时残留量接近最低。有趣的是pH值在培养前期不断下降,在后期反而又有所回升。分批培养的结果是,利用10g/L碳源产生2.78g多糖。分

论文目录:

中文摘要

英文摘要

本文的缩写词表

第一章绪论

1．1 概述

1．2 我国触目惊心的水污染现状

1．3 化学絮凝剂的现状与突出缺陷

1．4 微生物絮凝剂的研究进展

1．5 微生物絮凝剂是当今社会的迫切需求

1．6 选题的依据、科学意义及拟研究的内容

第一章参考文献

第二章微生物絮凝剂产生菌节杆菌 LF- Tou2的分离与优化培养

2．1 材料与方法

2．1．1 取样

2．1．2 菌种分离

2．1．3 培养基

2．1．4 培养

2．1．5 细胞生长的测定

2．1．6 絮凝活性的测定

2．1．7 还原糖含量的测定

2．1．8 多糖含量的测定

2．1．9 葡萄糖基转移酶活性的测定

2．1．10 细胞形态、生理、生化特征分析

2．1．11 16S rRNA分析的基因组DNA提取

2．1．12 16S rRNA序列分析

2．1．13 序列对GenBank的提交(submission)及鉴定比对(Blast)

2．1．14 分批补加培养

2．1．15 菌体及大分子生物量提取

2．2 结果

2．2．1 分离菌种的形态、生理特征与生化特征

2．2．2 分离菌株LF-Tou2的16S rDNA分析

2．2．3 最优化培养条件研究

2．2．4 培养的动态分析

2．3 讨论

2．4 结论

第二章参考文献

第三章节杆菌 LF-Tou2生物絮凝剂的絮凝机理及絮凝模式

3．1 材料与方法

3．1．1 菌种

3．1．2 培养方法

3．1．3 各种重金属离子的检测方法

3．1．4 Ca~(2+)阳离子的作用方式试验

3．1．5 絮凝功能的影响因子试验

3．2 结果与讨论

3．2．1 环境因素对絮凝剂活性展示的影响

3．2．2 LF-Tou2细胞培养及絮凝剂絮凝对重金属阳离子的吸附去除作用

3．2．3 絮凝功能的影响因子研究

3．2．4 絮凝模式

3．3 结论

第三章参考文献

第四章节杆菌LF-Tou2絮凝剂的纯化与结构特征

4．1 材料与方法

4．1．1 菌种

4．1．2 培养基和培养条件

4．1．3 多糖含量的测定

4．1．4 用 CTAB制备多糖纯化样品

4．1．5 DEAE-Sepharose Fast Flow多糖纯化柱层析

4．1．6 Sephadex G-200多糖纯化柱层析

4．1．7 多糖的蛋白质含量测定

4．1．8 多糖分子量测定(凝胶色谱法)

4．1．9 多糖的红外光谱测定

4．1．10 多糖的单糖组分及摩尔比计算-毛细管电泳法

4．1．11 多糖中单糖组分的TLC分析

4．1．12 多糖的~1H-NMR和~(13)C-NMR波谱分析

4．1．13 多糖的氨基酸组分含量分析

4．2 结果

4．2．1 絮凝剂多糖的纯化

4．2．2 纯化样品的紫外吸收分析

4．2．3 远红外光谱扫描

4．2．4 ~1H-MR和~(13)C-NMR波谱分析

4．2．5 纯化多糖分子量的测定

4．2．6 纯化多糖得单糖组成及其摩尔比分析

4．2．7 纯化多糖中的蛋白质组分的氨基酸分析仪分析

4．3 讨论

4．4 总结

参考文献

第五章节杆菌 LF-Tou2葡萄糖基转移酶的性质与化学修饰

5．1 材料与方法

5．1．1 菌种

5．1．2 培养基

5．1．3 葡萄糖基转移酶活性的标准测定方法

5．1．4 葡萄糖基转移酶的制备

5．1．5 纯度的测定

5．1．6 SDS-聚丙稀酞胺凝胶电泳法测分子质量

5．1．7 MALDI-TOF-MS分子质量的测定

5．1．8 葡萄糖基转移酶 K_m值与V_(max)的测定

5．1．9 最适反应温度及热稳定性，最适反应pH及pH稳定性，金属离子及 EDTA对酶活性的影响的测定

5．1．10 圆二色谱分析

5．1．11 酶的化学修饰

5．1．12 pI分析

5．1．13 葡萄糖基转移酶的氨基酸组成分析

5．2 研究结果

5．2．1 葡萄糖基转移酶的纯化

5．2．2 葡萄糖基转移酶的酶学性质

5．2．3 酶的化学修饰

5．3 讨论

5．4 结论

第五章参考文献

第六章微生物絮凝剂生产的发酵中试和效果试验

6．1 材料与方法

6．1．1 培养用菌种

6．1．2 培养基和培养条件

6．1．3 多糖含量的测定

6．1．4 蛋白多糖絮凝剂沉淀重量的测定

6．1．5 2000L中试罐的发酵动态分析

6．2 结果

6．2．1 2000L中试罐的发酵动态分析

6．2．2 下游条件对微生物絮凝剂提取收率的影响

6．2．3 现场不同样品的处理效果

6．2．4 处理现场不同样品的生物絮凝剂使用成本概算

6．2．5 与化学絮凝剂的用量和絮凝效果比较

6．2．6 与国外研究的微生物絮凝剂的部分参数对比分析

6．3 讨论

6．4 总结

第六章参考文献

第七章微生物絮凝剂制品的毒理试验

7．1 材料与方法

7．1．1 培养用菌种

7．1．2 培养基和培养条件

7．1．3 多糖含量的测定

7．1．4 蛋白多糖絮凝剂沉淀重量的测定

7．1．5 急性经口毒性试验

7．1．6 Ames试验方法

7．1．7 小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验

7．2 结果

7．2．1 急性经口毒性试验

7．2．2 Ames试验

7．2．3 小鼠骨骼嗜多染红细胞微核试验

7．3 总结

第七章参考文献

总结与展望

致谢

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学位论文评阅及答辩情况表

发布时间: 2005-10-17

参考文献

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