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聚羟基丁酸(Poly-β-hydroxybutyrate,PHB)是许多微生物在碳、氮失衡时合成的作为碳源和能源的物质,PHB作为生物合成材料具有生物相容性、光学活性等生物学活性。辅酶 Q10(Coenzyme Q10),ubiquinone-10)又称泛醌,是生物体内线粒体呼吸链的主要成分,在氧化磷酸化过程中具有传递电子的作用,是维持线粒体功能产生ATP的一种关键性辅酶。除此之外,辅酶Q10具有清除体内自由基、稳定生物膜、抗脂质过氧化及增强特异性免疫等功能,是一种良好的生化药物。甲醇是一种经济的碳源物质,可以有效降低微生物发酵的成本,具有广泛的应用价值。本文进行了甲基杆菌Methylobacteriumsp.XJLW利用甲醇产PHB和CoQ10的研究。首先考察了培养基组分和培养条件对Methylobacterium sp.XJLW的生长和产PHB的影响。结果显示:采用M3培养基,初始甲醇为1.5%(v/v),硫酸铵为0.5 g/L;接种量为2%;培养温度为30 ℃;初始pH为7.0时。Methylobacterium sp.XJLW的生长最好,生物量可达 2.4 g/L,PHB 产量达到 588 mg/L。同时对Methylobacterium sp.XJLW发酵产PHB和CoQ10补料流加进行了研究。选取摇瓶培养基为种子培养基,最佳种子培养时间为4天,接种量为10%(v/v),发酵实验采用M3培养基,采取溶氧(DO)反馈补料的方式,研究底物甲醇和氨水(氮源兼pH调节)的补料对菌体生长和产物积累的影响,24h后溶氧降至20%时,补加甲醇和氨水,发酵107 h,全程消耗甲醇830 mL,氨水113.05 mL得到的最佳结果是:Methylobacterium sp.XJLW 生物量为 46 g/L,PHB 产量 6.9 g/L,CoQ10 产量为 22.28 mg/L。最后进行了Methylobacterium sp.XJLW菌体代谢关键酶丝氨酸羟甲基转移酶基因的克隆研究。根据Pseudomonas putida strain xyz-zjut的SHMT序列设计特异性引物,成功克隆到与这个关键酶基因大小相似的片段,并且做了基因测序工作。