微生物氧化及其應用：二元酸與聚羥基烷酸 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《微生物氧化及其應用：二元酸與聚羥基烷酸》專門介紹微生物對烴類的有氧代謝和厭氧代謝，並結閤有用産物的發酵生産和應用情況進行詳細闡述。前五章介紹瞭烴類的有氧代謝，涉及石油微生物、正烷烴的攝取、烴的微生物氧化、發酵生産長鏈二元酸以及石油發酵的重要産物等內容； 第六章介紹瞭一個新領域——烴的厭氧代謝； 最後一章詳細敘述發酵生産生物降解塑料聚羥基烷酸，尤其著重於介紹該領域的一些新亮點。
　　《微生物氧化及其應用：二元酸與聚羥基烷酸》內容新穎，重要資訊引用至書稿完成之時，適閤科研人員、教師、工程技術人員及相關專業的學生使用及參考。

目錄

第1章利用烴類的微生物及石油酵母菌的鑒定
1.1利用烴類的微生物
1.1.1細菌
1.1.2酵母菌
1.1.3黴菌
1.2石油酵母菌的分類鑒定
1.2.1材料與方法
1.2.2鑒定方法
1.2.3鑒定結果
參考文獻
第2章微生物對烷烴的攝取
2.1生長於溶解的烷烴中的微生物
2.2乳化的或“增溶的”烷烴的攝取
2.3閤成的錶麵活性劑對生長的影響
2.4微生物因黏附而攝取烷烴
2.5酵母菌攝取烷烴的機製
2.6酵母菌産生的胞外烷烴乳化劑和增溶劑
2.6.1解脂耶氏酵母
2.6.2球擬酵母
2.6.3解脂假絲酵母
2.7細菌攝取烷烴的機製
2.8細菌産生的胞外烷烴乳化劑和增溶劑
2.8.1銅綠假單胞菌
2.8.2乙酸鈣不動杆菌RAG��1
參考文獻
第3章烴的氧化
3.1短鏈烷烴的氧化
3.1.1概況
3.1.2代謝途徑
3.1.3甲烷單加氧酶
3.1.4甲醇脫氫酶
3.1.5甲醛的氧化
3.1.6甲酸的氧化
3.1.7其他短鏈烷烴的氧化
3.2長鏈烷烴的氧化
3.2.1末端氧化
3.2.2次末端氧化
3.2.3兩端氧化及代謝過程
3.2.4酵母菌對烷烴的代謝
3.3支鏈烴的氧化
3.4烯烴的氧化
3.5脂環烴的氧化
3.5.1無取代基的環烷烴的氧化
3.5.2烷基取代的脂環烴的代謝及環烷酸的代謝
3.6芳烴的氧化
3.6.1概況
3.6.2微生物降解基因的操作
3.6.3相關生物化學知識
參考文獻
第4章烴代謝及發酵生産二元酸
4.1烴代謝研究
4.1.1代謝産物和代謝途徑
4.1.2二元酸形成的機製和代謝過程
4.1.3基質的特異性和烷烴的相互作用
4.1.4不飽和二元酸的形成及代謝
4.1.5烯烴��1的代謝
4.1.6其他
4.2烷烴發酵生産二元酸
4.2.1産二元酸菌種的篩選和誘變
4.2.2發酵條件
4.2.3中型發酵試驗
4.2.4産二元酸耐高溫菌的選育
4.2.5菌種産酸能力的提高
4.2.6其他實驗室的工作
4.3國外有關研究的新進展
4.3.1烷烴兩端氧化機製
4.3.2提高二元酸的生産
參考文獻
第5章石油發酵
5.1引言
5.2單細胞蛋白
5.2.1單細胞蛋白生産菌的種類
5.2.2作為原料的烴的比較
5.2.3利用烴類生産菌體的某些問題
5.2.4工藝
5.3氨基酸
5.3.1榖氨酸
5.3.2其他氨基酸
5.4有機酸
5.4.1α�餐�戊二酸
5.4.2檸檬酸和異檸檬酸
5.4.3C7�菜�
5.4.4富馬酸、蘋果酸和琥珀酸
5.4.5長鏈二元酸
5.4.6黏康酸與β�餐�基己二酸
5.4.7水楊酸
5.4.8利用協同氧化作用生産有機酸
5.5維生素、輔酶及有關的化閤物
5.5.1維生素B2
5.5.2維生素B6
5.5.3維生素B12
5.5.4生物素——同效維生素
5.5.5輔酶A
5.5.6細胞色素C和卟啉
5.5.7麥角甾醇
5.5.8類鬍蘿蔔素
5.5.9輔酶Q
5.6生物錶麵活性劑
5.6.1細菌的錶麵活性劑
5.6.2酵母菌的錶麵活性劑
5.6.3其他真菌的錶麵活性劑
參考文獻
第6章烴類的厭氧代謝
6.1正烷烴的厭氧代謝
6.1.1正烷烴的羧化
6.1.2富馬酸加成
6.2正烯烴的厭氧代謝
6.2.1D.aliphaticivorans轉化1�蠶┨�成脂肪酸
6.2.21�睤2��1�彩�五烯衍生的脂肪酸
6.2.3全氘化十六烯衍生的脂肪酸
6.2.4存在［13C］碳酸氫鈉時形成的脂肪酸
6.2.5（全）氘化的脂肪醇的鑒定
6.3脂環烴的厭氧代謝
6.3.1菌群對基質的反應
6.3.2乙基環戊烷降解的代謝物
6.4單環芳烴的厭氧代謝
6.4.1甲苯生物降解
6.4.2苯的生物降解
6.4.3乙苯的生物降解
6.4.4二甲苯的生物降解
6.4.5厭氧中心分解代謝途徑
6.5多環芳烴的厭氧代謝
6.5.1厭氧代謝萘和菲的一種初始反應——羧化
6.5.2厭氧降解萘的純培養及其他
6.5.32�布諄�萘的厭氧降解
6.5.4萘、2�布諄�萘和四氫萘厭氧降解中的環裂解
6.5.5硫酸還原富集培養N47厭氧2�布諄�萘降解中的基因簇
參考文獻
第7章生物降解塑料——聚羥基烷酸
7.1産PHA的微生物及PHA的多樣性
7.1.1微生物及所産PHA的種類
7.1.2短碳鏈聚羥基烷酸PHASCL
7.1.3中碳鏈聚羥基烷酸P（3HA）MCL
7.1.4含SCL�布癕CL�睭A重復單位的PHA
7.2PHA的生物閤成及生化基礎
7.2.1閤成途徑
7.2.2PHA閤酶
7.2.3重組菌
7.3PHA的生産
7.3.1發酵過程
7.3.2PHA的迴收
7.4近年來開發PHA的一些亮點和新進展
7.4.1胞外高産聚羥基烷酸
7.4.2同時産聚羥基烷酸和鼠李糖脂
7.4.3利用工農業加工廢料及廉價原料
7.4.4非相關碳源産PHA
7.4.5提高性價比
7.4.6後提取
7.4.7手性單體
參考文獻

前言/序言

　　人們對20世紀60年代中國因糧食危機引發的生存悲劇還記憶猶新。當時石油價格很低，從經濟角度看，有用石油製品替代糧食作為碳源生産各種發酵産品的可能性，該研究領域吸引瞭眾多科技工作者，因此，從基礎研究到實際應用都取得瞭長足的進步，形成瞭石油發酵研究熱潮，其中以烴類，尤其是烷烴及其衍生物為原料的發酵研究備受關注。烴類及其衍生物的發酵大緻可分為兩類： 一類是代替糖類作碳源生産傳統的發酵製品，如單細胞蛋白、各種氨基酸、有機酸、維生素等； 另一類則是根據烴類自身的結構特點生産相應的代謝産物，其中有與烴類碳架相同的産物，如以脂肪族烴為原料生産的脂肪醇、酸、酯、不飽和脂肪酸、二元酸等，也有烴類碳架斷裂後的産物，像用芳香烴作原料開環産生的代謝産物，如己二烯二酸、酮基己二酸等，這些産物用糖類作碳源是很難或根本無法生産的。
　　要有效地生産烴類氧化的産物，研究微生物氧化烴類的機製和代謝途徑是十分重要的。與糖類代謝不同，烴代謝有其特殊性。烴與水介質不相溶，微生物采取什麼方式纔能使它進入體內？烴分子中不含氧，如何將氧引入分子的初始氧化，是理論研究不可迴避的問題。在實際應用上，與糖類發酵相比，烴發酵過程中需氧量大大增多，這也是工程上必須解決的問題。在正常的代謝過程中，微生物氧化烴類的終産物是二氧化碳，不會明顯積纍中間産物，因而要使某種代謝産物得以積纍，就要設法阻斷某些代謝途徑，使之定嚮地朝我們所要積纍的代謝物方嚮進行。在理論研究上，本書作者對微生物的烴代謝，尤其是正烷烴的兩端氧化過程進行瞭深入研究並有新的發現，即用生物工程手段改變微生物的代謝途徑並獲得瞭産一係列二元酸的高産菌株，該研究成果得到國際同行的普遍贊賞。此外，本書在國際上首次報道瞭烯烴��1兩端氧化途徑的研究結果。在實際應用方麵，本書作者帶領的團隊用研究齣的高産菌株完成瞭用微生物發酵混閤烷烴生産混閤二元酸以及發酵單一烷烴生産相應鏈長單一二元酸的任務，並實現瞭工業化生産，為國傢創造瞭豐厚的經濟效益。本團隊在國際上首創瞭混閤二元酸發酵生産法，該成果以其創新性、先進性獲得1979年國傢發明奬，單一二元酸發酵生産法也於20世紀80年代獲得中國科學院重大科技成果奬。産品已齣口美國、英國、德國、日本、印度等國。1981年，德國Münster大學H.Rehm教授及漢高公司Y.Yang研究員，1983年，美國G.Sato院士及佐治亞大學W.Finnety教授，2000年，法國貢比涅大學周勤誠教授及Simon主任，2005年，日本株式會社能源公司生物技術開發課課長橫田忠植等，曾邀請筆者去上述國傢進行閤作研究、講學，進行菌種與技術轉讓，並提議在中國召開該領域的國際學術交流會，日本東京大學由馬啓教授來筆者實驗室訪問時也說過，“該課題的成功應得到國傢奬勵”，我們也真的如願以償，這說明該成果獲得瞭經濟效益與社會效益的雙豐收。
　　石油的大量開采和利用引發瞭嚴重的環境汙染問題，環境的生物修復研究工作開始受到重視。作為生物修復研究的一項基礎性工作，微生物對烴類的厭氧代謝已成為近二十年來一個新的研究領域。為此，筆者專闢一章予以詳細介紹。盡管與烴的有氧代謝機製不同，筆者研究烷烴兩端氧化時曾采用“代謝過程”的研究方法，即以代謝過程中檢測到的各種可能的中間産物為基質研究其後續代謝物的消長，以證實所設計代謝途徑的正確性，已在烴的厭氧代謝研究中廣泛使用。
　　近數十年來，除燃料外，人類大量消耗石油資源的另一種産業是蓬勃發展的石油化工業。各式各樣的石油化工産品給人們的日常生活帶來諸多方便的同時，也帶來瞭嚴重的環境問題，大量廢棄的塑料用品造成的“白色汙染”令人觸目驚心。限塑隻不過是緩解問題的一個方麵，使用生物降解塑料作替代品不失為從根本上解決問題的一項戰略舉措。聚羥基烷酸是一類由微生物産生的新型生物降解塑料，人們對它的開發寄予厚望。與上述烴類氧化産物不同，它們多在胞外積纍，而聚羥基烷酸則是微生物胞內積纍的代謝産物。其碳源既可以是糖類，也可以是烴類或其衍生物，隻是由不同碳源生成的聚酯組分會不同，因而其性能也各具特色。與生産胞外産物不同，要有效生産胞內産物： 一是必須實施細胞的高密度培養； 二是産物要能在體內選擇性積纍。前者的精髓在於物質不滅原理的靈活運用，而後者則涉及代謝的閤理調控。在完成國傢“九五”攻關項目後，筆者從事的此項研究已實現工業化生産。
　　當前，教育部強調今後研究生的培養要密切聯係生産實踐，強調要培養能創造性解決實際生産問題的應用型人纔。筆者將基礎理論研究如何聯係和指導生産實踐，如何創造經濟效益的心得和見解概述於本書，並綜閤瞭該領域他人的許多工作，以期讀者能略窺全豹。如有偏頗之處，敬請批評指正，若能引起深入的交流和討論，就更是一件幸事瞭。

　　劉祖同易祖華2014年9月
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