论文中重要的缩略词
定鼎建筑
CDW 细胞干重(cellular dry weight)
DSC 示差扫描量热法(differential scanning calorimeter) GC 气相谱(gas chromatograph)
GPC 凝胶渗透谱法(gel-permeation chromatography) HA 羟基脂肪酸(hydroxyalkanoate)
3HA 3-羟基脂肪酸(3-hydroxyalkanoate)
3HB 3-(3-hydroxybutyrate)
3HHx 3-羟基己酸(3-hydroxyhexanoate)
3HO 3-羟基辛酸(3-hydroxyoctanoate)
3HD 3-羟基癸酸(3-hydroxydecanoate)
3HDD 3-羟基十二酸(3-hydroxydodecanoate)
3HTD 3-羟基十四酸(3-hydroxytetradecanoate)
ΔH m热焓(apparent melting enthalpy)
mcl 中长链(medium chain length)
Mn 数均分子量(number-average molecular weight) Mw 重均分子量(weight-average molecular weight) PHA 聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate)
fad B 3-羟基酯酰辅酶A脱氢酶基因(3-hydroxyacyl-CoA
去离子水机器dehydrogenase)
fad A 3-酮酰辅酶A硫解酶基因(3-ketoacyl-CoA thiolase) PHB 聚3-酯(poly-3-hydroxybutyrate)
PHBHHx 3--3-羟基己酸共聚酯
(poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate))
PHBV 3--3-羟基戊酸共聚酯
(poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)
scl 短链(short chain length)
scl-mcl PHA 短链与中长链单体的PHA共聚物
T g玻璃化转变温度(glass transition temperature)
T m熔融温度(melting temperature)
I
目录
压花模具>陶瓷线路板摘要.............................................................................................................................................. II 目录......................................................................................................................................... III 第1章绪论. (1)
1.1 聚羟基脂肪酸(PHA)的历史及简介 (1)
1.3 PHA的基因及酶学研究 (3)
1.3.2 PHA合成酶及基因 (5)
1.3.3 PHA基因工程研究进展 (7)
1.4 PHA物化性能研究 (9)
1.5 PHA与聚合物共混研究 (11)
1.6 PHA降解研究 (12)
1.7 mcl-PHA的研究现状及本研究的目的与意义 (14)
第2章材料与方法 (15)
2.1 主要原料试剂与仪器设备 (15)
2.1.1 主要的原料试剂 (15)
2.1.2 主要的实验仪器设备 (15)
2.2 基因敲除菌种Pseudomonas putida KTOY06及其特点 (16)
2.3 细菌培养 (16)
2.3.1 种子的培养 (16)
2.3.2 摇瓶发酵 (17)
2.4 理化分析方法 (17)
2.4.1 细胞干重的测定 (17)
2.4.2 PHA的分离提取 (18)
2.4.3 气相谱法(GC)分析PHA单体组成与含量 (18)
2.4.4 非mcl-PHA 3HTD 的提取 (19)
2.4.5 核磁共振法(NMR)分析非mcl-PHA结构 (20)
2.4.6 凝胶渗透谱法(GPC)测定PHA分子量 (20)
2.4.7 示差扫描量热法(DSC)分析PHA的热性质 (20)
2.4.8热失重分析仪(TGA)测定PHA的热稳定性 (20)
2.4.9 万能材料拉力实验机测定材料的机械性能 (21)
废水处理有机系统第3章结果与分析 (22)
3.1 P. putida KTOY06的摇瓶发酵 (22)
科室牌设计3.2 P. putida KTOY06中非mcl-PHA的3HTD的检测 (23)
3.3 mcl-PHA的物化性质的检测 (24)
第4章结论 (28)
参考文献 (29)
致谢 (40)
第1章绪论
1.1 聚羟基脂肪酸(PHA)的历史及简介
聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoate 或 PHA)是很多细菌合成的一种细胞内聚酯，在生物体内主要是作为细胞内碳源和能源的贮藏性物质而存在的[1]。因为它具有类似于化工塑料的物化特性和生物可降解性，因而已经部分作为环境可降解的可热加工塑料。而PHA 除生物可降解性外还具有的生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等许多优秀性能，因而可能在众多领域得到应用；除可在塑料工业中得以推广应用，成为新型的生物可降解塑料，也可能在医疗、制药、电子等高附加值领域得到广泛应用；因而其研究已成为现今的一个热点。PHA 的结构通式可表示为(图1-1)：
根据PHA 的单体组成，人们把微生物合成的PHA 分成二大类：一类是短链PHA(short-chain-length PHA 或scl PHA)，如聚酯(Polyhydroxybutyrate 或 PHB)和聚羟基戊酸酯(Polyhydroxyvalerate 或PHV)，其主要合成菌有Ralstonia eutropha (以前叫Alcaligenus eutrophus )[2]；另一类是中长链PHA(medium-chain-length PHA 或mcl PHA)，如聚羟基己酸酯(Polyhydroxyhexanoate 或 PHHx)，聚羟基辛酸酯(Polyhydroxyoctanoate 或PHO)等，其合成菌以Pseudomonas oleovorans 为代表[3]。这些年报道不少菌可同时合成两种单体，虽多数以共混形式存在[4-6]，但已有报道菌株可合成短链与中长链共聚脂肪酸酯[7]。
PHA 的研究已有七十多年的历史。最早人们是在Azotobacter chroococcum 中观测到这种可溶于氯仿的物质[8]，而后以聚酯(PHB)作为最简单的PHA 于1926年被Lemoigne 等确定为标志[1]，PHA 研究开始了它的第一个阶段，这个阶段主要研究了PHB 的天然颗粒及提取出的PHB 的功能。直到1974年，Wallen 和Rohwedder 才报道了除PHB 外的其他PHA [9]，由此进入了PHA 研究的第二个阶段，这个阶段研究者们最大的成功便是实现了第一代PHA(PHB)和第二代PHA(羟基戊酸聚酯O CH m O n (CH 2) C R 图1-1： PHA 的结构通式(其中m=1，2，3，4；当m=1时为3-羟基脂肪酸酯，通常m=1。n 表示聚合度。R 为侧链，可为不同基团。)
-Poly(hydroxybutyrate-co-valerate) 或PHBV)的工业化生产；而在这个阶段人们才广泛认识了中长链PHA[10,11]。进入八十年代末，1988年第一个PHA合成基因被Slater等克隆出来则标志着PHA的研究进入了一个全新的时期——分子生物学时期[12]；分子生物学技术和基因工程给PHA的研究带来了天翻地覆的变化，人们可以更自由地调控PHA的生物合成，许多新型PHA被合成出来[13]。而不同的短链和中长链羟基脂肪酸单体(HA)聚合物的合成都成为了现实[7]。相信随着今后蛋白技术的不断发展，PHA也将大步进入蛋白工程时代[14]。
现在已有超过九十个属(主要有产碱杆菌属(Alcaligenes)、假单胞菌属(Pseudomonas)、甲基营养菌属(Methylotrophs)、芽胞杆菌(Bacillus)、固氮菌属(Azotobacter)、红螺菌属(Rhodospirillum)等)的细菌可合成超过150种以上不同结构的PHA[15-18]，我们的研究也同样表明PHA在细菌中的积累在自然界
是一种很普遍的现象[19]。
1.2PHA的生物学功能研究
PHA作为一种细菌体内的碳源及能源的储备物，对于细菌适应外界环境，增强生存能力是很有意义的。有些细菌内PHB可缓解细胞内重要成分——RNA和蛋白质在饥饿条件下的降解，从而可增强细菌对生存逆境的抵抗能力：对Rhizobium sp. ORS 571的固氮与PHB 的形成及降解的研究表明，当节结中的氧浓度增加时，PHB可以通过自己的降解保护固氮酶不受损伤[20]；另外PHB还可为某些固氮菌属的包囊形成提供必要的碳源和能源[20]。
PHA可以作为环境标记。许多PHA合成菌是从富碳环境中筛选出来的，针对一些被原油污染严重的地方分离的嗜冷海洋微生物进行的研究表明，其中大多数都可以在限氮的条件下在胞内积累PHA[21]，这说明在碳源较丰富的环境中可能许多细菌都具有将过量碳源转化为PHA储存起来的能力。
这些年还发现PHA也存在于原核生物和直核生物的膜中。在原核生物中，它存在于原生质膜中，而在真核生物中则在线粒体和微体膜中的比例为最多[20,22,23]。相比于胞内的高分子量聚合物，存在于膜上的PHB分子较小，对这种小分子量PHB的研究表明，它可能起着膜上的离子通道的作用[24]；而在人们血细胞中也发现较多量的这种小分子PHB[25]，这为利用PHB来进行药物包裹研究提供了理论依据。
PHA中的一种较少见类型聚4(Poly-4-hydroxybutyrate 或P-4HB)被发现是一种在鼠，鸽子和人脑中的正常的代谢物[26]，具有许多潜在的价值。它在欧洲和日本被用来作为静脉注射用麻醉剂，因为它可以穿过脑血屏障使人快速进入一种心血管稳定的类
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议