本文關(guān)鍵詞：離子液體對簡單節(jié)桿菌特性的影響

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【摘要】：本課題以簡單節(jié)桿菌CPCC 140451催化甾體化合物醋酸可的松(CA) C1,2位脫氫反應(yīng)為模型,研究了側(cè)鏈烷基碳原子數(shù)為2-6的離子液體對簡單節(jié)桿菌細胞特性的影響及其發(fā)生改變的物質(zhì)基礎(chǔ),并將離子液體與常見的反應(yīng)介質(zhì)進行比較,初步分析比較了不同反應(yīng)介質(zhì)對簡單節(jié)桿菌轉(zhuǎn)化反應(yīng)特性的影響及差異。添加離子液體后,菌體的生長及代謝能力出現(xiàn)不同程度的下降。其中,側(cè)鏈烷基碳原子數(shù)為2的離子液體對菌體影響較�。粋�(cè)鏈烷基碳原子數(shù)為3的離子液體對菌體影響變大,與對照相比,生物量減少46%,相對糖代謝活力下降45%；當側(cè)鏈碳原子數(shù)大于3時,菌體生長幾乎被完全抑制,代謝活性僅保持在20%左右。當側(cè)鏈烷基碳原子數(shù)相同時,陰離子核為BF4-的親水性離子液體對菌體的毒性小于陰離子核為PF6-的疏水性離子液體。對于同種離子液體,其對菌體的毒性與離子液體濃度正相關(guān)。比較離子液體對CA轉(zhuǎn)化過程的影響,發(fā)現(xiàn)側(cè)鏈烷基碳原子數(shù)為2的離子液體對細胞轉(zhuǎn)化過程無明顯影響；側(cè)鏈烷基碳原子數(shù)為3的離子液體[PrMIm]PF6作用后,細胞通透性增大,脫氫酶活力下降20%,CA轉(zhuǎn)化率仍提高近10%,可見細胞本身通透性的改變能夠促進轉(zhuǎn)化率的升高。此外[PrMIm]PF6對底物的增溶效果最明顯,比對照提高了近2倍,在增溶效應(yīng)與細胞本身特性變化的雙重作用下,其對轉(zhuǎn)化反應(yīng)的促進作用最大：當側(cè)鏈碳原子數(shù)大于3時,轉(zhuǎn)化反應(yīng)受到抑制。透射電子顯微鏡觀察菌體細胞形態(tài)的變化,發(fā)現(xiàn)親脂性的[PrMIm]PF6對細胞的作用強于親水性的[PrMImJBF4。經(jīng)[PrMIm]PF6預(yù)處理后,細胞膜變薄,變模糊,并出現(xiàn)缺損,細胞完整性受到破壞,細胞質(zhì)發(fā)生外漏。分析離子液體預(yù)處理后細胞脂質(zhì)的變化,發(fā)現(xiàn)親脂性的[PrMIm]PF6對脂質(zhì)的影響大于親水性的[PrMIm]BF4。經(jīng)[PrMIm]PF6預(yù)處理后,細胞總脂含量降低,損失約19.9%;TLC分析發(fā)現(xiàn)總脂組成及相對含量均發(fā)生改變；不飽和脂肪酸含量提高了14.91%,長鏈飽和脂肪酸含量減少了10.88%。蛋白測定結(jié)果發(fā)現(xiàn),[PrMIm]PF6預(yù)處理后,菌體蛋白損失了10.3%；SDS-PAGE結(jié)果顯示處理前后有多條條帶出現(xiàn)差異；LC-MS/MS分析表明,離子液體作用造成蛋白脫落,其中70%以上位于細胞質(zhì)中,下調(diào)蛋白的功能多涉及DNA的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄,蛋白的翻譯及翻譯后修飾,物質(zhì)的運輸與代謝,能量轉(zhuǎn)換、信號傳導(dǎo)等方面。比較[PrMIm]PF6、HP-β-CD、Tween80和正十六烷四種反應(yīng)介質(zhì)對轉(zhuǎn)化反應(yīng)的影響及差異,發(fā)現(xiàn)HP-β-CD的作用最明顯,轉(zhuǎn)化3h時,轉(zhuǎn)化率提高了近20%,轉(zhuǎn)化時間縮短一半,HP-β-CD預(yù)處理后,細胞通透性及對底物的溶解度增大。
【關(guān)鍵詞】：離子液體 簡單節(jié)桿菌 生物轉(zhuǎn)化 細胞膜通透性 脂質(zhì) 蛋白
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q93;O645.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 前言10-21
• 1.1 離子液體10-12
• 1.1.1 離子液體的種類10-11
• 1.1.2 離子液體的特點11
• 1.1.3 離子液體的毒性11-12
• 1.1.4 離子液體的應(yīng)用前景12
• 1.2 甾體化合物C1,2位脫氫反應(yīng)12-15
• 1.2.1 具有C1,2位脫氫能力的菌種14
• 1.2.2 甾體化合物C1,2位脫氫反應(yīng)機理14-15
• 1.3 不同反應(yīng)介質(zhì)中的生物轉(zhuǎn)化15-18
• 1.3.1 離子液體催化體系中的生物轉(zhuǎn)化15-16
• 1.3.2 環(huán)糊精催化體系中的生物轉(zhuǎn)化16-17
• 1.3.3 有機溶劑催化體系中的生物轉(zhuǎn)化17
• 1.3.4 表面活性劑催化體系中的生物轉(zhuǎn)化17-18
• 1.4 反應(yīng)介質(zhì)與細胞的相互作用18-19
• 1.5 本課題的研究意義和內(nèi)容19-21
• 1.5.1 研究意義19
• 1.5.2 研究內(nèi)容19-21
• 2 材料與方法21-31
• 2.1 實驗材料21-23
• 2.1.1 實驗菌株21
• 2.1.2 培養(yǎng)基及相關(guān)溶液21
• 2.1.3 實驗試劑21-22
• 2.1.4 實驗儀器22-23
• 2.2 實驗方法23-31
• 2.2.1 菌體培養(yǎng)23
• 2.2.2 靜息細胞轉(zhuǎn)化反應(yīng)23-24
• 2.2.3 分析測定方法24-31
• 3 結(jié)果與討論31-55
• 3.1 離子液體對簡單節(jié)桿菌細胞生長代謝的影響31-34
• 3.1.1 離子液體對簡單節(jié)桿菌細胞生長的影響31-32
• 3.1.2 離子液體對簡單節(jié)桿菌細胞代謝活性的影響32-34
• 3.2 離子液體對簡單節(jié)桿菌轉(zhuǎn)化特性的影響34-40
• 3.2.1 離子液體對簡單節(jié)桿菌轉(zhuǎn)化CA反應(yīng)的影響34-36
• 3.2.2 離子液體對CA溶解度的影響36-37
• 3.2.3 離子液體對簡單節(jié)桿菌細胞脫氫酶活力的影響37-38
• 3.2.4 離子液體對簡單節(jié)桿菌細胞通透性的影響38-40
• 3.3 離子液體影響簡單節(jié)桿菌細胞特性改變的物質(zhì)基礎(chǔ)40-51
• 3.3.1 離子液體對簡單節(jié)桿菌超顯微結(jié)構(gòu)的影響40-42
• 3.3.2 離子液體對簡單節(jié)桿菌細胞脂質(zhì)的影響42-45
• 3.3.3 離子液體對簡單節(jié)桿菌細胞蛋白的影響45-51
• 3.4 不同反應(yīng)介質(zhì)對簡單節(jié)桿菌轉(zhuǎn)化特性的影響51-55
• 3.4.1 不同反應(yīng)介質(zhì)對簡單節(jié)桿菌轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程的影響51-53
• 3.4.2 不同反應(yīng)介質(zhì)對CA溶解度的影響53
• 3.4.3 不同反應(yīng)介質(zhì)對簡單節(jié)桿菌細胞通透性的影響53-55
• 4 結(jié)論55-57
• 5 展望57-58
• 6 參考文獻58-66
• 7 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況66-67
• 8 致謝67

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本文編號：539210