基于微生物集群效应的EPS催化体系构建的原理与应用

基本信息
批准号:21636003
项目类别:重点项目
资助金额:294.00
负责人:应汉杰
学科分类:
依托单位:南京工业大学
批准年份:2016
结题年份:2021
起止时间:2017-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王平,陈勇,周胜敏,王宜冰,柳东,张立挺,庄伟,牛欢青,王晓丽
关键词:
生物催化分子机制微生物集群胞外聚合基质界面作用
结项摘要

Poor tolerance, low productivity, and short life cycle of cells are the major problems encountered during current fermentation processes. Here, for the first time, we present the microbial aggression-based EPS-Catalytic systems to address these problems. This project conducts research on the molecular basis and regulation of EPS biosynthesis, the functional mechanisms underlying the EPS systems, and the methods for construction of the microbial aggregation-based EPS-catalytic systems. Phenomena and laws of self-proliferation, self-repair, and anti-aging behavior of EPS cells will be uncovered, and the causes and control strategies for these behavior will be presented at molecular and metabolic levels. Also, the basis and the effects of the microbial aggregation on the catalytic systems will be investigated. This study can provide novel methods as well as valuable scientific basis for the construction and application of the microbial aggregation-based EPS-Catalytic systems, and will considerably improve the productivity and yield of fermentation processes, which is of great significance to make the manufacturing processes of a variety of industrial products more efficient and cleaner, and thus more economically favorable and environmentally sustainable.

针对目前发酵过程中细胞耐受性差、生物催化剂使用寿命短、时空效率低等问题,首次提出了基于微生物集群效应的EPS催化体系。开展微生物细胞EPS合成的分子基础与功能机制的研究以及EPS形成的调控策略与基于微生物集群效应的EPS高效催化体系构建的研究。揭示EPS体系中自增殖、自修复、抗衰老的现象与规律,并在分子和代谢层面描述其成因机制和调控方法,探索EPS体系中细胞的集群效应及其对生物催化体系的影响,为基于微生物集群效应的EPS生物催化体系的构建提供全新的理论依据和实现方法,大幅度提高生物制造过程的时空效率与转化率。对推动大量工业产品的高效、清洁生物制造走向经济和环境可持续发展的道路具有十分重要的意义。

项目摘要

针对目前发酵过程中因细胞耐受性差、生命周期短、难以连续化进行而导致的生产效率低和原子经济性差的问题,开展工业环境下微生物细胞EPS合成过程的机制解析与EPS催化体系构建的研究。阐明了酵母、丁醇梭菌等微生物EPS形成机制以及EPS合成过程的分子基础,建立了介质设计优化以及工业环境下EPS合成过程的调控方法,为基于微生物集群效应的EPS生物催化体系的构建与应用提供理论依据和实现方法。在燃料乙醇、柠檬酸、核酸酶等生物燃料、生物基化学品、酶制剂等多个领域,实现了产品的示范生产或产业化,显著提高了生产效率和经济性,对推动大量产品的生物制造从间歇式走向连续化、高效化和绿色化具有重要意义。发表SCI论文63篇,获授权发明专利32项,其中授权国际发明专利7项。项目负责人应汉杰获得2019年赵永镐科技创新奖1项。课题骨干陈勇教授获2020年安徽省科学技术二等奖1项(排名第三)。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
3

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
4

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
5

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

DOI:10.3969/j.issn.1003-0077.2018.11.009
发表时间:2018

应汉杰的其他基金

批准号:20006007
批准年份:2000
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

基于溶解限域与相间调控效应的scCO2-Os配体催化体系构建及应用

批准号:21571027
批准年份:2015
负责人:姜文风
学科分类:B0102
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
2

基于晶格定位与空间限域效应的过渡金属/气凝胶异质结纳米簇催化体系构建及应用

批准号:21377018
批准年份:2013
负责人:王慧龙
学科分类:B0604
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

基于BRET原理的新型基因回路的构建与应用

批准号:31901033
批准年份:2019
负责人:李婷
学科分类:C2102
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
4

比率型荧光传感体系的原理、构建及生命分析应用研究

批准号:20475005
批准年份:2004
负责人:杨荣华
学科分类:B0403
资助金额:26.00
项目类别:面上项目