高产DHA的氧化葡萄糖酸杆菌选育文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

一、研究意义

1，3-二羟基丙酮（Dihydroxyacetone,DHA）,又称丙酮醇，是最简单的酮糖。外观为白色粉末，熔点75~80℃，在 pH 6.0 时稳定。具有特殊臭味，易溶于水、乙醇、乙醚、丙酮。其可食用并且对人体无毒无害。DHA有医药级和化妆品级之分。在化妆品方面，DHA会与人皮肤表面的氨基酸结合，生成褐色薄膜，有防止紫外线伤害和保湿作用^［1］。目前国内外主要用微生物发酵法工业化生产DHA。一般会在DHA中加亲水试剂和酯化衍生物，增强DHA的防晒作用，增强晒黑度，并降低DHA长时间放置产生的难闻气味。在医疗方面DHA可用于治疗某些毒性皮肤病和糖尿病，并可作为中间体治疗心血管疾病^［2］。此外，DHA可应用于白癜风皮损面积小者的治疗，和日光疹的治疗^［3］。DHA还能作为抗病毒试剂，在鸡胚胎培养实验中可杀死半数的鸡瘟病毒。DHA还可用于化工的中间体和农业提高瘦肉率等方面，作用广泛。DHA是一种重要的精细化工产品，可作为农药合成中间体、精细化工原料和医药前体，用途广泛，市场潜力很大^[4]。

氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter Oxydans）是一种专性好氧的革兰氏阴性菌，其最适生长温度为25~30°C，最适pH为5.0-6.0。其细胞膜上的脱氢酶可以氧化一系列底物，例如能将D-山梨醇变成L-山梨糖，从D-葡萄糖生成D-葡糖酸和一些5-酮和2-酮葡糖酸，从甘油生成二羟基丙酮（DHA）等。但因其能量多释放入环境中，生物量较低，本课题旨在实验室研究基础上，需对其进行化学诱变，获得高产菌株， 本研究对提高二羟丙酮的生产水平具有重要意义。

二、研究现状

1 .二羟基丙酮生产研究进展

DHA可以用电催化法、化学合成法及微生物转化法等来生产，目前国内外主要采用微生物发酵法。国外在20世纪六、七十年代就开始用微生物生产DHA。其微生物主要以弱氧化醋酸杆菌（Acetobacter Suboxydans) 和氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans) 为主^［5,6］。

在G. oxydans 菌中存在两条甘油氧化的途径：（1）甘油直接氧化成DHA，由不依赖于NAD 的膜系甘油脱氢酶催化，最佳pH 为6.0，然后DHA被激酶磷酸化成为磷酸二羟丙酮；

甘油被激酶催化成为甘油-3-磷酸，最佳pH 为8.5，然后被依赖于NAD 的脱氢酶氧化成为磷酸二羟丙酮，磷酸二羟丙酮通过PPP 途径分解代谢。已有研究表明，甘油脱氢酶GDH 是二羟基丙酮合成过程中的关键酶，提高甘油脱氢酶的表达量将提高底物转化的效率^[7]。