Name: production of chemicals by klebsiella pneumoniae using bamboo hydrolysate as feedstock
Uploaded: 2017-06-29T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Production of Chemicals by Klebsiella pneumoniae Using Bamboo Hydrolysate as Feedstock at JoVE.com

Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Grant No 21576279, 20906076) ve KRIBB Araştırma Girişimi Programı (KGM2211531) tarafından desteklenmiştir.

1. Bambu Hidrolizatının Hazırlanması <ol><li> 250 mL&#39;lik bir balon içinde% 10&#39;luk (g / g) nihai konsantrasyon elde etmek için 40 ml NaOH çözeltisine 5 gr bambu tozu ilave edin. 0.05 M&#39;lik artışlarla 0.05 M ila 0.50 M aralığında değişen bir dizi NaOH çözeltisi kullanın. <ol><li> Karışımı, 60 ° C&#39;de 60 dakika veya bir su banyosu içinde 100 ° C&#39;de inkübe edin. Otoklavda 121 ° C&#39;de inkübe edin. </li></ol></li><li> Kuluçka işleminden sonra, kar?...

<ol>
	<li>Zeng, A. P., Biebl, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bulk+chemicals+from+biotechnology:+the+case+of+1,+3-propanediol+production+and+the+new+trends.">Bulk chemicals from biotechnology: the case of 1, 3-propanediol production and the new trends.</a> Adv Biochem Eng Biotechnol. 74, 239-259 (2002).</li><li>Wei, D., Wang, M., Jiang, B., Shi, J., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+dihydroxyacetone+kinases+I+and+II+in+the+dha+regulon+of+Klebsiella+pneumoniae.">Role of dihydroxyacetone kinases I and II in the dha regulon of Klebsiella pneumoniae.</a> J Biotechnol. 177, 13-19 (2014).</li><li>Celi&#324;ska, E., Grajek, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biotechnological+production+of+2,3-butanediol-current+state+and+prospects.">Biotechnological production of 2,3-butanediol-current state and prospects.</a> Biotechnol Adv. 27 (6), 715-725 (2009).</li><li>Chen, C., Wei, D., Shi, J., Wang, M., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+2,+3-butanediol+stereoisomer+formation+in+Klebsiella+pneumoniae.">Mechanism of 2, 3-butanediol stereoisomer formation in Klebsiella pneumoniae.</a> Appl Microbiol Biotechnol. 98 (10), 4603-4613 (2014).</li><li>Wei, D., Wang, M., Shi, J., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Red+recombinase+assisted+gene+replacement+in+Klebsiella+pneumoniae.">Red recombinase assisted gene replacement in Klebsiella pneumoniae.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 39 (8), 1219-1226 (2012).</li><li>Wei, D., Sun, J., Shi, J., Liu, P., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+strategy+to+improve+efficiency+for+gene+replacement+in+Klebsiella+pneumoniae.">New strategy to improve efficiency for gene replacement in Klebsiella pneumoniae.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 40 (5), 523-527 (2013).</li><li>Chen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+RecBCD+in+Klebsiella+pneumoniae+by+Gam+and+its+effect+on+the+efficiency+of+gene+replacement.">Inhibition of RecBCD in Klebsiella pneumoniae by Gam and its effect on the efficiency of gene replacement.</a> J Basic Microbiol. 56 (2), 120-126 (2016).</li><li>Wang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=R-acetoin+accumulation+and+dissimilation+in+Klebsiella+pneumoniae.">R-acetoin accumulation and dissimilation in Klebsiella pneumoniae.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 42 (8), 1105-1115 (2015).</li><li>Wei, D., Xu, J., Sun, J., Shi, J., Hao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2-Ketogluconic+acid+production+by+Klebsiella+pneumoniae+CGMCC+1.6366.">2-Ketogluconic acid production by Klebsiella pneumoniae CGMCC 1.6366.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 40 (6), 561-570 (2013).</li><li>Sun, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-stage+fermentation+for+2-ketogluconic+acid+production+by+Klebsiella+pneumoniae.">Two-stage fermentation for 2-ketogluconic acid production by Klebsiella pneumoniae.</a> J Microbiol Biotechnol. 24 (6), 781-787 (2014).</li><li>Wang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gluconic+acid+production+by+gad+mutant+of+Klebsiella+pneumoniae.">Gluconic acid production by gad mutant of Klebsiella pneumoniae.</a> World J Microbiol Biotechnol. 32 (8), 1-11 (2016).</li><li>Wang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+xylonic+acid+by+Klebsiella+pneumoniae.">Production of xylonic acid by Klebsiella pneumoniae.</a> Appl Microbiol Biotechnol. 100 (23), 10055-10063 (2016).</li><li>Kumar, P., Barrett, D. M., Delwiche, M. J., Stroeve, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+pretreatment+of+lignocellulosic+biomass+for+efficient+hydrolysis+and+biofuel+production.">Methods for pretreatment of lignocellulosic biomass for efficient hydrolysis and biofuel production.</a> Ind Eng Chem Res. 48 (8), 3713-3729 (2009).</li><li>Brisse, S., Grimont, F., Grimont, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+genus+Klebsiella.">The genus Klebsiella.</a> The Prokaryotes. , 159-196 (2006).</li><li>Hao, J., Lin, R., Zheng, Z., Liu, H., Liu, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+characterization+of+microorganisms+able+to+produce+1,+3-propanediol+under+aerobic+conditions.">Isolation and characterization of microorganisms able to produce 1, 3-propanediol under aerobic conditions.</a> World J Microbiol Biotechnol. 24 (9), 1731-1740 (2008).</li><li>Hong, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+alkaline+pretreatment+on+corn+stover+for+enhanced+production+of+1.3-propanediol+and+2,+3-butanediol+by+Klebsiella+pneumoniae+AJ4.">Optimization of alkaline pretreatment on corn stover for enhanced production of 1.3-propanediol and 2, 3-butanediol by Klebsiella pneumoniae AJ4.</a> Biomass Bioenerg. 77, 177-185 (2015).</li><li>Pienkos, P. T., Zhang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+pretreatment+and+conditioning+processes+on+toxicity+of+lignocellulosic+biomass+hydrolysates.">Role of pretreatment and conditioning processes on toxicity of lignocellulosic biomass hydrolysates.</a> Cellulose. 16 (4), 743-762 (2009).</li></ol>

K. pneumoniae , Enterobacteriaceae familyasında Klebsiella cinsine aittir. K. pneumoniae , toprak, bitki örtüsü ve su gibi doğal ortamlarda yaygın olarak bulunur 14 . Bu araştırmada kullanılan vahşi K. pneumoniae suşu topraktan izole edilmiş ve 1,3-propandiol üretimi için kullanılmıştır. K. pneumoniae ve bu türün mutantları, farklı koşullar altında birçok kimyasal üretir. Kültür pH ve ha...

Klebsiella pneumoniae , hem aerobik hem de anaerobik koşullar altında iyi yetişen bir bakteridir. K. pneumoniae , birçok kimyasal üretmek için kullanılan önemli bir endüstriyel mikroorganizma. 1,3-propandiol, polimetilen tereftalatın sentezlenmesi için esas olarak bir monomer olarak kullanılan değerli bir kimyasal maddedir. Polimetilen terefitalat, 1,2-propandiol, butandiol veya etilen glikol 1&#39;den daha iyi özelliklere sahip, biyolojik olarak parçalanabilen bir polyesterdir. 1,3-propandiol, K. pneumoniae tarafından oksijen ile sınırlandırılmış koşullar altında substrat olarak gliserol kullanılarak üretilir. 2,3-butandiol ve türevleri, plastik, solvent üretimi ve sentetik kauçuk alanında uygulamalara sahiptir ve biyoyakıt olarak kullanılma potansiyeline sahiptir 3 . Glukoz, substrat olarak, 2,3-bütandiol, vahşi tipli 4 suşunun ana metabolitidir. 2,3-bütandiol sentezlenirPiruvattan alınmıştır. İlk olarak, iki moleküllü piruvat, α-asetolaktat üretmek üzere yoğunlaşır; Bu reaksiyon α-asetolaktat sintazı ile katalize edilir. A-asetolaktat daha sonra a-asetolaktat dekarboksilaz ile asetoine dönüştürülür. R- asetoin, butandiol dehidrojenaz ile katalize edildiğinde 2,3-bütandiole indirgenebilir. K. pneumoniae için uygun etkili bir gen değiştirme yöntemi araştırılmış ve birçok mutant 5 , 6 , 7 inşa edilmiştir. 2,3-butandiol dehidrogenaz aktivitesini kaybeden bir budC mutantı, kültür besiyerinde yüksek seviyelerde asetoin biriktirir. Acetoin, gıda lezzetini arttırmak için katkı maddesi olarak kullanılır 8 . Α-asetolaktat dekarboksilaz kodlayan budA mutasyona uğradığında, 2-ketoglukonik asit suda birikir. 2-ketoglukonik asit, eritorbik asit (izoasorbik asit) sentezi için kullanılır;, Gıda endüstrisinde kullanılan bir antioksidan 9 . 2-ketoglukonik asit glikoz oksidasyon yolağının bir ara ürünüdür; Periplazmik boşlukta bulunan bu yolda glikoz, glukonik asite okside edilir ve daha sonra 2-ketoglukonik aside oksitlenir. Periplazda üretilen glukonik asit ve 2-ketoglukonik asit, daha ileri metabolizma için sitoplazmaya taşınabilir. 2-ketoglukonik asit birikimi asidik koşullara bağlıdır ve yüksek hava desteğiyle 2-ketoglukonik asit üretimi 10 tercih edilir . Gad tarafından kodlanan Gluconate dehydrogenase , Glukonik asitin 2-ketolgukonik asite dönüşmesini katalize eder. K. pneumoniae&#39;nin gad mutantı, 2-ketoglukonik asit yerine yüksek seviyede glükonik asit üretti ve bu süreç asidik koşullara da bağlı. Glukonik asit, toplu bir organik asittir ve çimento özelliklerini artırmak için bir katkı maddesi olarak kullanılır 11. Glikoz oksidasyonu, glikoz dehidrojenaz ile katalize edilir. Xylose de glikoz dehidrojenaz için uygun bir substrattır. Ksiloz, bir substrat olarak kullanıldığında, K. pneumoniae , ksilonik asit 12&#39;yi üretir. Biyokütle hammadde olarak kimyasal üretim, biyoteknolojide sıcak bir konudur 13 . Biyokütlenin ana bileşenleri selüloz, hemiselüloz ve lignin&#39;dir. Bununla birlikte, bu makromoleküler bileşikler çoğu mikroorganizma ( K. pneumoniae dahil) tarafından doğrudan katabolize edilemez. Biyokütledeki selüloz ve hemiselülozlar, glikoz ve ksiloz&#39;a hidrolize edilmeli ve daha sonra mikroorganizmalar tarafından kullanılabilmelidir. Lignoselülozlarda lignin varlığı, enzimler tarafından biyokütle hidrolizlenmesini önleyen koruyucu bir bariyer oluşturur. Bu nedenle, lignin ve hemiselülozları uzaklaştıran ve selülozun kristal yapısını azaltan bir ön işleme işlemi, biyokütle kullanımı sırasında mikrofondanroorganisms. Birçok ön-muamele yöntemi geliştirilmiştir: asit, alkalin, amonyak ve buhar ön-muameleleri sık görülür. Bambu tropik ve subtropikal bölgelerde bol miktarda bulunur ve önemli bir biyokütle kaynağıdır. Burada, bambu hidrolizatının hazırlanması ve kimyasal üretiminin bambu hidrolizat kullanılarak sunulması

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="638">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">autoclave</td>
			<td style="width:136px;">SANYO</td>
			<td align="right" style="width:119px;">3780</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">bioreactor</td>
			<td style="width:136px;">Sartorius stedim biotech</td>
			<td style="width:119px;">Bostat Aplus</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">agitator</td>
			<td style="width:136px;">IKA</td>
			<td style="width:119px;">RW 20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">water bath shaker</td>
			<td style="width:136px;">Zhicheng</td>
			<td style="width:119px;">ZWY-110X50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">high performance liquid chromatograph system</td>
			<td style="width:136px;">Shimadzu Corp</td>
			<td style="width:119px;">20AVP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">centrifuge</td>
			<td style="width:136px;">Hitachi</td>
			<td style="width:119px;">CR22G III</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Bamboo powder</td>
			<td style="width:136px;">purchased from Zhejiang Province, China</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>mesh number, 50</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">cellulase</td>
			<td style="width:136px;">Youtell Biochemical, Shandong, China</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>200 PFU/ml</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

production of chemicals by klebsiella pneumoniae using bamboo hydrolysate as feedstock

Bambu önemli bir biyokütle ve bambu hidrolizatı Klebsiella pneumoniae tarafından kimyasal üretim için ham madde olarak kullanılır. Burada, bambu tozu NaOH ile ön işleme tabi tutuldu ve nötr bir pH&#39;a yıkandı. Önceden işlemden geçirilen bambu tozuya 30 g / L glikoz ve 15 g / L ksiloz içeren hidrolizatı oluşturmak için selülaz ilave edildi ve kimyasal üretim için bir ortam hazırlamak için karbon kaynağı olarak kullanıldı. Mikroerobik koşullar altında kültürlendiğinde, yabani tip K. pneumoniae tarafından 12.7 g / L 2,3-butandiol üretilmiştir. Aerobik koşullarda, 13.0 g / L R- asetoin, K. pneumoniae&#39;nin budC mutantı tarafından üretildi. 25.5 g / L 2-ketoglukonik asit ve 13.6 g / L xylonic asit karışımı, yüksek hava takviyesi ile iki aşamalı, pH kontrollü bir fermantasyonda K. pneumoniae budA mutantı tarafından üretildi. Fermantasyonun ilk aşamasında, kültür, nötr bir pH&#39;da muhafaza edildi; Hücre büyümesinden sonra, fermentasyonN ikinci aşamaya geçildi, bu sırada kültürün asidik kalmasına izin verildi.

Bu protokolde, bambu alkali kullanılarak ön işleme tabi tutuldu. Optimum inkübasyon parametreleri (121 ° C ve 0.25 M NaOH sıcaklıkları) Şekil 1 ve 2&#39;de belirlendi . Önceden işlemden geçirilmiş bambu, enzimatik olarak hidrolize edildi ve hidrolizatta elde edilen glikoz ve ksiloz konsantrasyonları ölçüldü. Daha yüksek sıcaklık şeker üretimini tercih etti, bu nedenle optimal sıcaklık olarak 121 ° C seçildi. Hidrolizatta üreti...

Watch this Scientific Journal Video about Production of Chemicals by Klebsiella pneumoniae Using Bamboo Hydrolysate as Feedstock at JoVE.com

Production of Chemicals by Klebsiella pneumoniae Using Bamboo Hydrolysate as Feedstock

Bambu tozu NaOH ile ön-muamele edildi ve enzimatik olarak hidrolize edildi. Bambu hidrolizatı, 2,3-butandiol, R- asetoin, 2-ketoglukonik asit ve Kylbsiella pneumoniae tarafından ksilonik asit üretimi için hammadde olarak kullanıldı.

Kimyasalların Üretimi<emKlebsiella pneumoniae</em&gt; Bambu Hidrolizatını Hammadde Olarak Kullanma

Bamboo is an important biomass, and bamboo hydrolysate is used by Klebsiella pneumoniae as a feedstock for chemical production. Here, bamboo powder was ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Production of Chemicals by Klebsiella pneumoniae Using Bamboo Hydrolysate as Feedstock

Production of Large Numbers of Size-controlled Tumor Spheroids Using Microwell Plates

Microwell Tabaklar kullanma büyüklüğü kontrollü Tümör küremsi Büyük Sayılar üretimi

Tumor spheroids are increasingly recognized as an important in vitro model for the behavior of tumor cells in three dimensions. More physiologically ...

Characterization of Complex Systems Using the Design of Experiments Approach: Transient Protein Expression in Tobacco as a Case Study

Bir Vaka Çalışması Olarak Tütün Geçici Protein Expression: Deneyler Yaklaşımı Tasarım Kullanma Karmaşık Sistemler Karakterizasyonu

Plants provide multiple benefits for the production of biopharmaceuticals including low costs, scalability, and safety. Transient expression offers the ...

Production and Targeting of Monovalent Quantum Dots

Üretim ve Monovalent Kuantum Noktalarının Hedefleme

The multivalent nature of commercial quantum dots (QDs) and the difficulties associated with producing monovalent dots have limited their applications in ...

Eye Irritation Test (EIT) for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial (RhCE) Tissue Model

Eye Irritation Test EIT for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial RhCE Tissue Model

Yeniden İnşa İnsan Kornea gibi Epitelyal (RHCE) Doku Modeli kullanılarak Göz tahriş Kimyasalların Tehlike Tanımlaması Göz tahrişi Testi (EIT)

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and ...

Determination of Zeta Potential via Nanoparticle Translocation Velocities through a Tunable Nanopore: Using DNA-modified Particles as an Example

Bir Ayarlanabilir Nanopore aracılığıyla Nanopartikül Translokasyon Hızları aracılığıyla Zeta Potansiyeli Belirlenmesi: Bir Örnek olarak DNA modifiye Parçacıklar kullanma

Nanopore technologies, known collectively as Resistive Pulse Sensors (RPS), are being used to detect, quantify and characterize proteins, molecules and ...

Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles

Sıvılardaki Darbeli Lazer-Ablasyonuyla Metal Nanopartikül Üretimi: Nanopartiküllerin Antibakteriyel Özelliklerini İncelemek İçin Bir Alet

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of ...

Generic Protocol for Optimization of Heterologous Protein Production Using Automated Microbioreactor Technology

Otomatik Microbioreactor teknolojisini kullanarak Contegra Protein üretim duruma getirilmesi için genel iletişim kuralı

A core business in industrial biotechnology using microbial production cell factories is the iterative process of strain engineering and optimization of ...

Production of Genetically Engineered Golden Syrian Hamsters by Pronuclear Injection of the CRISPR/Cas9 Complex

Üretim CRISPR/Cas9 kompleks Pronuclear enjeksiyonla genetiği altın Suriye hamster

The pronuclear (PN) injection technique was first established in mice to introduce foreign genetic materials into the pronuclei of one-cell stage embryos. ...

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays

Nano-formülasyonları endotoksin tespiti Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) deneyleri kullanarak

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause ...

Microfluidic Production of Lysolipid-Containing Temperature-Sensitive Liposomes

Lysolipid İçeren Sıcaklığa Duyarlı Lipozomların Mikroakışkan Üretimi

The presented protocol enables a high-throughput continuous preparation of low temperature-sensitive liposomes (LTSLs), which are capable of loading ...