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本項目通過過量表達氨基葡萄糖合成酶基因(glmS)、氨基葡萄糖乙酰化酶基 因(gna1)、敲除丙酮酸激酶基因(pykF)、甘露糖磷酸轉移系統(tǒng)編碼基因(manX)以及乙酰氨基葡萄糖磷酸轉移系統(tǒng)編碼基因(nagE)，構建了一株可高效合成 N-乙酰氨基葡萄糖的大腸桿菌。并在此基礎上通過分階段葡萄糖流加和溶氧控制等技 術，建立了一種重組大腸肝菌發(fā)酵生產氨基葡萄糖的新工藝，并進行了發(fā)酵過程中試放大及產品提取與化研究，顯著提高了大腸肝菌發(fā)酵生產氨基葡萄糖的產 量與生產強度，在 7-L 發(fā)酵罐上氨糖產量達到 120g/L，在 100-L 發(fā)酵罐上產量達到 90g/L。 

葡萄糖二酸是一種重要的化合物，在醫(yī)療和工業(yè)中有著廣泛的應用。目前生產葡萄糖二酸的方法主要以化學法-葡萄糖化學氧化法為主，但該方法具有選擇性低、成本高、得率低、要高溫及產生大量氧化反應副產物不利于后續(xù)葡萄糖二酸的分離等局限性。目前生物法合成葡萄糖二酸主要是在大腸桿菌中進行的，但在大腸桿菌中異源合成葡萄糖二酸被許多因素限制。釀酒酵母因具有耐酸能力強、耐低溫、可低 pH 發(fā)酵、沒有噬菌體感染、適合大規(guī)模發(fā)酵、易分離和高抗逆性等特點，已被廣泛用于產有機酸的研究，因此釀酒酵母比大腸桿菌更適合葡萄糖二酸的生產并具有更高的工業(yè)應用價值。利用釀酒酵母合成葡糖二酸具有很好的應用前景。 創(chuàng)新要點 1) 以釀酒酵母 BY4741 為出發(fā)菌株，將擬南芥的肌醇加氧酶 MIOX4 和丁香假單胞菌的 UDH 基因在 delta 重復序位點高效表達，敲除轉錄抑制因子OPI1 獲得工程菌 Bga-3，該菌株在分批補料發(fā)酵條件下能夠產 6 g/L 的葡萄糖二酸，為目前報道的最高值； 2) 通過提高工程菌的轉運胞外肌醇的能力和工程菌自身合成肌醇的能力，解決提高葡萄糖二酸產量的關鍵問題； 3) 進一步協(xié)調肌醇用于細胞自身代謝活動和葡萄糖二酸合成之間的分配關系，并通過提高葡萄糖二酸合成途徑效率和發(fā)酵優(yōu)化，提高肌醇利用率和葡萄糖二酸合成的產量。 

成果與項目的背景及主要用途：化學結構式： 用途：可治療急性或慢性風濕、關節(jié)炎和關節(jié)病等源于骨關節(jié)組織代謝混亂 的疾病。也是降低膽固醇、消除運動疲勞的保健藥品。 技術原理與工藝流程簡介：以天然產物甲殼素為原料，在鹽酸介質中溶解并 水解為單分子葡萄糖胺、然后經活性炭吸附、真空濃縮、降溫析出而制得葡萄糖 胺鹽酸鹽。葡萄糖胺鹽酸鹽經堿溶解、硫酸轉化、再析出即生成葡萄糖胺硫酸鹽。 28天津大學科技成果選編 技術水平及專利與獲獎情況：已完成實驗室規(guī)模研究，產品質量達到國外同 類產品水平，主要技術指標如下： 外觀： 白色結晶粉末，無味。 硫酸根含量： 97.5～102.5％ 干燥失重： ( 0.5％ 灼燒殘渣： 23.8～25.7％ pH 值： 5.8～6.2（X＝K） 4.0～4.4（X＝Na） 重金屬： ( 10 ppm 鐵鹽： ( 10ppm 氯化物： ( 14％ 應用前景分析及效益預測：目前，該產品國內外市場緊俏且主要出口，國內 有生產廠家，但供不應求。受原料供應影響，產品價格有時波動。本工藝設計簡 便、易于操作、設備投資少、易于工業(yè)化、利潤很高，有明顯的經濟效益。建議 有甲殼素來源的沿海企業(yè)或生產甲殼素的企業(yè)投產該產品。若為后者，則可綜合 治理三廢，經濟效益更好。 以 3.0 萬/噸的甲殼素計，則葡萄糖胺硫酸鹽（復合鹽）原料成本可為 13.0 萬/噸，工廠價約 16.0 萬/噸，售價 19～20 萬/噸，以年產 50 噸產品計，利稅可達 150 萬元以上。若生產廠自己生產甲殼素，可明顯降低原料成本，則經濟效益更 為可觀。 最近國內有企業(yè)正在以藥品申請批號，因此國內需求量會大增。 應用領域：藥物及保健品。 技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）： 生產規(guī)模及產量：以年產 50 噸葡萄糖胺硫酸鹽為宜。 所需廠房面積：300 m2。 主要設備：酸解釜、濃縮釜、貯罐、冷凝器、水環(huán)真空泵、真空濾槽，酸堿 轉化釜、冷凍設備。 主要原材料及來源：全部為國產原料如甲殼素、鹽酸、活性炭、丙酮，氫氧 29天津大學科技成果選編 化鉀、硫酸。 設備投資：設備投資約 80 萬元。 總投資：依生產廠具體情況而定。 合作方式及條件：面議。 

成果與項目的背景及主要用途：化學結構式：用途：可治療急性或慢性風濕、關節(jié)炎和關節(jié)病等源于骨關節(jié)組織代謝混亂的疾病。也是降低膽固醇、消除運動疲勞的保健藥品。技術原理與工藝流程簡介：以天然產物甲殼素為原料，在鹽酸介質中溶解并水解為單分子葡萄糖胺、然后經活性炭吸附、真空濃縮、降溫析出而制得葡萄糖胺鹽酸鹽。葡萄糖胺鹽酸鹽經堿溶解、硫酸轉化、再析出即生成葡萄糖胺硫酸鹽。應用前景分析及效益預測：目前，該產品國內外市場緊俏且主要出口，國內有生產廠家，但供不應求。受原料供應影響，產品價格有時波動。本工藝設計簡便、易于操作、設備投資少、易于工業(yè)化、利潤很高，有明顯的經濟效益。建議有甲殼素來源的沿海企業(yè)或生產甲殼素的企業(yè)投產該產品。若為后者，則可綜合治理三廢，經濟效益更好。以3.0萬/噸的甲殼素計，則葡萄糖胺硫酸鹽（復合鹽）原料成本可為13.0萬/噸，工廠價約16.0萬/噸，售價19～20萬/噸，以年產50噸產品計，利稅可達150萬元以上。若生產廠自己生產甲殼素，可明顯降低原料成本，則經濟效益更為可觀。

葡萄糖漿是一種以淀粉為原料在酶或酸的作用產生的一種淀粉糖漿，主要成份為葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖、麥芽四糖及四糖以上等。 又稱為液體葡萄糖，葡麥糖漿。 用途：糖果行業(yè)，飲料行業(yè)，烘焙行業(yè)，即食行業(yè)，發(fā)酵行業(yè)。 葡萄糖漿口感溫和，甜度與黏度適中，更可防止糖果結晶與氧化；冰點低，應用于飲料生產，可以提高產品風味；具發(fā)酵性和保濕性，用于烘焙行業(yè)，可使產品保持松軟可口及保持水分；作為甜味劑，用于果脯、蜜餞、果醬、果汁、罐頭及奶油類食品中，可延長產品保質期，維持產品口味。

在染整和造紙廢水中,含氯(chlorine)漂白廢水對環(huán)境的危害最強,其產生的二惡英和呋喃有很強的毒性和致癌性,這已引起人們的極度重視。故染整和造紙工業(yè)的漂白加工朝著全無氯(TCF—Totally Chlorine Free)和無氯元素(ECF—Elemental Chlorine Free)的漂白方向發(fā)展。而雙氧水H2O2是ECF和TCF漂白中最常用的漂白劑。但由于在H2O2漂白過程中,H2

在染整和造紙廢水中,含氯(chlorine)漂白廢水對環(huán)境的危害最強,其產生的二惡英和呋喃有很強的毒性和致癌性,這已引起人們的極度重視。故染整和造紙工業(yè)的漂白加工朝著全無氯(TCF—Totally Chlorine Free)和無氯元素(ECF—Elemental Chlorine Free)的漂白方向發(fā)展。而雙氧水H2O2是ECF和TCF漂白中最常

腎病，尤其是免疫相關的腎病是威脅人類健康的常見病之一。2012年柳葉刀報道，中國腎病患者達到10.8%，最常見的有急性腎炎、慢性腎炎、原發(fā)性腎病綜合癥等，在后期可發(fā)展成為末期腎病（ESRD），2012年我國ESRD病人達120萬人。病人只能依靠血液透析或腎移植來延長生命。目前國內臨床上治療常用激素沖擊治療，雷公藤多甙片維持治療的治療方案。大劑量使用激素和長期服用雷公藤多甙片所帶來的毒副作用嚴重限制了腎病的治療。因此，腎病臨床治療中，研究發(fā)展腎臟的靶向給藥系統(tǒng)，以提高藥物療效和降低毒副作用，具有十分重要的意義。該產品的生產工藝簡單、成熟，所需設備簡單，易于產業(yè)化。 合成了雷公藤內酯醇－氨基葡萄糖結合物，并確證了雷公藤內酯醇－氨基葡萄糖結合物（TP—AGL）。TP/AGL摩爾比約為1:1。以3%甘露醇為凍干保護劑，將TP—AGL結合物制成了溶液型凍干粉針劑，并進行了制劑綜合性能評價。動物研究表明：TP—AGL結合物在30%大鼠血漿中（37℃，2 h）水解量小于10%。在大鼠腎溶酶體溶液中12 h釋放80％以上原藥，表明結合物在血中穩(wěn)定而在細胞能釋放出活性母藥。與原藥相比，結合物具有較短的血漿半衰期，具有很好的腎靶向性和滯留時間；在其它各臟器中的分布很少。藥效研究表明，結合物能明顯改善實驗所致大鼠腎炎和缺血再灌注引起的損傷，其對肝臟、免疫和生殖系統(tǒng)的毒性降低，局部免疫抑制效果顯著提高。

白色結晶或結晶性粉末，幾乎無臭，味先甜后酸。易溶于水（60g/ml），稍溶于乙醇（1g/100ml）,幾乎不溶于乙醚。在水中水解為葡萄糖酸及其-δ-內酯和-r-內酯的平衡混合物。1％的水溶液PH值等于3.5，2H后變?yōu)镻H值等于2.5。約153℃分解。