收藏本站
《北京化工大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微生物中生产辅酶Q_(10)的研究

张大伟  
【摘要】:辅酶Q10是线粒体呼吸链中重要的递氢体,是细胞自身产生的天然抗氧化剂,在氧化磷酸化中起着重要的作用,因此辅酶Qi0广泛应用于医药、化妆品行业。 本文分别以大肠杆菌(Escherichia coli)、粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)和根癌农杆菌(Agrobacterium tumefacients)为研究对象,对代谢调控与基因工程法生产辅酶Q10进行了研究。 在大肠杆菌中,将Dps基因和大肠杆菌表达载体pET-28a (+)连接,构建大肠杆菌表达质粒pDPS并成功的检测到辅酶Q10,而且辅酶Q10含量高于辅酶Q8含量。为了建立一个更好的表达系统生产辅酶Q10,我们在大肠杆菌中构建了共表达质粒pDPSa, pDPSca和pDPSg,其中包括辅酶Qi0代谢途径中的基因ubiC, ubiA和ubiG。重组菌pDPSca辅酶Q10含量分别是重组菌pDPS和pDPSa含量的3倍和5倍。说明UbiCA和UbiA对辅酶Q的合成起到促进作用,而表达UbiG对辅酶Q的合成没有明显影响。 根据对重组菌pDPSca进行的四种批次发酵,为进一步提高辅酶Q10产量,进行了高密度发酵研究。以葡萄糖做碳源高密度发酵培养重组菌BL21/pDPSca,当发酵到32.5h时,生物量和辅酶Qi0产量达到最大值,分别为84.5g/L (dry cell weight)和50.29mg/L。以甘油为底物生产辅酶Q10时细胞干重和辅酶Qi0最高浓度分别为94.58g,L和45.86mg/L。在整个发酵过程中质粒稳定性保持在较高水平。 克隆并表达裂殖酵母全长ppt1基因(MTpptl)和定位到内质网的pptl基因(ERppt1),重组菌pMTppt1和pERppt1辅酶Q10含量为0.45mg/g和0.65mg/g,分别比对照菌pESPM的辅酶Q10含量提高了3.7倍和5.1倍。重组菌比对照菌具有更好的抗氧化性和抗逆性:在有H2O2, Cu2+, NaCl或低温22℃培养时,重组菌长势明显好于对照菌。 在5L发酵罐中对重组裂殖酵母pERppt1进行了研究,通过乙醇浓度直接反馈流加操作,实现了重组裂殖酵母高密度发酵生产辅酶Q10。并总结了酵母高密度发酵生产辅酶Q10过程中各种过程参数之间的变化关系,这些参数包括:容氧、pH、乙醇浓度、摄氧率、二氧化碳释放率、呼吸熵。经过90h发酵培养,最终菌体干重为57g/L,辅酶Q10产量为24mg/L。而且在整个发酵过程中质粒稳定性保持在较高水平。 植物表达载体pBIl21中的真核表达启动子CaMV35S换成农杆菌Ti质粒上的组成型启动子VirA-P实现在农杆菌中表达多个辅酶Q10代谢途径中相关基因,构件重组农杆菌菌株pBIV-dps, pBIV-dpsq, pBIV-dpsp, pBIV-dpsca,从而提高辅酶Q10产量,被克隆到重组农杆菌中的基因有:农杆菌dps基因、大肠杆菌ubiCA基因、裂殖酵母pptl基因、酿酒酵母coq2基因。其中重组菌pBIV-dpsca辅酶Q1o含量最高(2.18mg/g)。在批次补料耗氧培养条件下,发酵最终重组菌pBIV-dpsca辅酶Q1o产量为33mg/L是出发菌pBI121的1.52倍。在微氧条件下,重组菌pBIV-dpsca辅酶Q1o产量为66.8mg/L,辅酶Qio含量和产率为2.28mg/g和0.37mg/L·h分别比耗氧条件提高2.19倍和1.85倍。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:Q93;Q78

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 刘玲,李革;用黄色隐球酵母发酵生产辅酶Q10最佳条件的选择[J];大连水产学院学报;2004年03期
2 陈洪章,李佐虎;酵母菌的高密度发酵[J];工业微生物;1998年01期
3 李洪淼,王红宁,许钦坤;毕赤酵母高密度发酵研究进展[J];生物技术通讯;2005年02期
4 沈林南,魏东芝,周宇荀,王二力,俞俊棠;乙酸对重组大肠杆菌生长及外源基因表达的影响[J];微生物学通报;2000年04期
5 吴祖芳,堵国成,陈坚;放射型根瘤菌WSH2601生产辅酶Q_(10)的摇瓶发酵条件[J];无锡轻工大学学报;2003年01期
6 杨学义,宿燕岗,陈灏珠;辅酶Q_(10)的药理和临床应用[J];中国药理学通报;1994年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 牛永东,许丽艳,李恩民;酵母单杂交诱饵质粒pHis-3NF和pLacZ-3NF的构建与鉴定[J];癌变.畸变.突变;2003年01期
2 欧阳松应,徐寿水,沈文律,周传香,李春艳,欧阳红生;人PTEN基因表达载体的构建及其在U_(251)细胞中的表达[J];癌变.畸变.突变;2004年04期
3 李涛,石年,吴又桐,周丽,董洁,王素青,陈亮;Bcl-2在溴氰菊酯诱导神经细胞凋亡机制中的作用[J];癌变.畸变.突变;2004年05期
4 盛清凯,姚惠源,毕建秀;猪生长激素的研究进展[J];山东农业科学;2003年03期
5 史冬燕;程在全;;元江普通野生稻金属硫蛋白基因的获得和序列分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年03期
6 鞠玉栋;郑回勇;吴维坚;陈永快;何炎森;吴松海;;中国水仙MADS-box基因克隆及其序列分析[J];安徽农学通报;2008年21期
7 张金洲;项智锋;王清华;李学斌;赵海涛;张廷虎;郭玉娇;;利用RAPD标签分析3种鲤科鱼群体的遗传变异[J];安徽农业科学;2008年23期
8 曾青兰;;纤维素降解细菌的分离鉴定和筛选方法的研究[J];安徽农业科学;2008年24期
9 王延云;;峨边花牛肌肉生长抑制素基因cDNA克隆及序列分析[J];安徽农业科学;2008年25期
10 卢高峰;夏平安;邱璜;李伟娟;王中明;刘明莉;;PRRSV Hn-1/06株GP5蛋白基因的克隆及表达载体的构建[J];安徽农业科学;2008年26期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 田永强;张荣意;朱中元;;人乳头瘤病毒线性平行杂交分型检测条件的建立及优化[A];2009年海南省微生物学检测及质量保证研讨会论文集[C];2009年
2 梁权;毛培菊;罗春贞;王缦;;HIV-1跨膜蛋白gp41的截短表达及其免疫反应性[A];第五次全国免疫诊断暨疫苗学术研讨会论文汇编[C];2011年
3 朱勤勋;严雪;韩友斌;;鼠源IgG抗体F(ab')2片段及Fab片段的制备纯化及其免疫活性研究[A];第五次全国免疫诊断暨疫苗学术研讨会论文汇编[C];2011年
4 朱美财;占志;王雅静;蔡庆;;刺桐胰蛋白酶抑制剂突变体在大肠杆菌中的表达及在TPA纯化中的应用[A];微生物与人类健康科技论坛论文汇编[C];2009年
5 刘俊莹;张华鹏;王聪聪;张剑峰;;马铃薯卷叶病毒ORF1克隆及序列分析[A];马铃薯产业与科技扶贫(2011)[C];2011年
6 冯琦;孙秉中;赵永同;孙凯;张英起;颜真;韩苇;;Bcr-abl特异性系列核酶载体的构建及初步鉴定[A];生命科学与生物技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
7 白玉杰;苏成芳;杨安刚;;抗人CD3单链抗体基因的构建及表达[A];生命科学与生物技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
8 赵洁;刘楚吾;;笛鲷AFLP分析体系的确立[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
9 马艳芝;张玉星;;梨属植物基因组DNA提取部位对RAPD扩增的影响[A];第二届全国果树分子生物学学术研讨会论文集[C];2009年
10 高水平;范丙友;刘改秀;史国安;李嘉珏;孔祥生;;牡丹ACS反义基因植物表达载体的构建[A];中国观赏园艺研究进展(2010)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王庆莲;苹果多胺和脯氨酸合成代谢相关基因的功能鉴定[D];山东农业大学;2009年
2 郭爱疆;猪带绦虫六钩蚴TSOL18抗原表位及组织定位的研究[D];甘肃农业大学;2010年
3 郑小坚;家蚕类胰岛素基因BBX-B8的功能研究[D];苏州大学;2010年
4 王发明;柚(citrus grandis Osbeck)单染色体AFLP分子标记体系及文库的建立[D];福建农林大学;2010年
5 于蕾;野西瓜极性生物碱A10组分诱导SGC-7901细胞凋亡线粒体通路的研究[D];北京中医药大学;2010年
6 田玉庭;辅酶Q_(10)高产菌株选育及发酵过程优化研究[D];西北农林科技大学;2010年
7 朱文赫;重组导向毒素DLM表达、抗肿瘤活性及作用机制的初步研究[D];吉林大学;2011年
8 王欣梅;大肠杆菌f2噬菌体分子印迹膜的制备、评价和应用[D];华中科技大学;2011年
9 赵雪倩;维甲酸相关孤核受体α在α-黑素细胞刺激素及其类似物STY39调控树突状细胞成熟中的作用[D];第二军医大学;2011年
10 陈玥;辅酶Q_(10)创新合成工艺研究[D];东北林业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩秀萍;幽门螺杆菌基因敲除方法的建立及其应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 余姣姣;天蓝放线紫红素生物合成上调基因的克隆及其对阿维菌素产量的影响[D];华中农业大学;2010年
3 黄潘;鸡胚性分化早期性别差异表达miRNAs的鉴定及其特性分析[D];华中农业大学;2010年
4 王萍萍;盾壳霉产孢相关基因的克隆及腺苷脱氨酶(CMADA)基因的初步研究[D];华中农业大学;2010年
5 曹晶;风疹病毒(RV)包膜糖蛋白E1特异基因片段的原核表达[D];南京医科大学;2009年
6 王涛;糖皮质激素受体基因转染阿霉素肾病大鼠模型改善糖皮质激素疗效的研究[D];南京医科大学;2009年
7 高岩;拟南芥fad8基因在烟草叶绿体基因组表达研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
8 徐珏;毕赤酵母表达的ACE-C结构域高效发酵及纯化工艺的研究[D];浙江理工大学;2010年
9 王丽;MAGE-A3、HLA-A1及HLA-A2在食管鳞癌中的表达及其相关性研究[D];郑州大学;2010年
10 邬成业;禽流感病毒H5N1亚型河南分离株NP基因的原核表达及T细胞表位筛选[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张鸿,吴玉荷;类维生素物质——辅酶Q10的研究进展[J];国外医学(卫生学分册);2002年06期
2 康超亮,穆虹,徐凤彩;从烟草悬浮细胞制备辅酶Q_(10)的初步研究[J];华南农业大学学报;1999年04期
3 朱旭芬,曾云中,吴雪昌;生物体内泛醌的种类及合成条件的探讨[J];浙江大学学报(理学版);2000年03期
4 段聚宝,蔡欣,王嘉玺,周俐梅;硫氧还蛋白在毕赤酵母中的分泌表达[J];军事医学科学院院刊;1998年01期
5 白逢彦,梁慧燕,贾建华;酵母菌辅酶Q提取方法的改进及在假丝酵母属分类学研究中的应用[J];菌物系统;2000年02期
6 吴祖芳,翁佩芳,陈坚;辅酶Q_(10)的功能研究进展[J];宁波大学学报(理工版);2001年02期
7 邢振兰,张红卫,郭树华,林泉,吴祖泽;血小板生成素在毕赤酵母中的表达[J];山东大学学报(自然科学版);2001年01期
8 欧阳菁,杨林,龙綮新,王珣章,邢珂,魏平华;猪生长激素基因在巴斯德毕赤酵母中的高效分泌表达及产物的N-糖基化分析[J];生物工程学报;2001年05期
9 吴祖芳,翁佩芳,李寅,陈坚;辅酶Q_(10)发酵生产的育种思路及发酵条件优化策略[J];食品与发酵工业;2001年07期
10 龚宗富,孙静;生物技术系统的整体统一性和耦合技术(Ⅰ)──整体统一的基础和策略[J];食品与发酵工业;1996年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟建华;;日两家公司计划用基因重组菌工业生产酶[J];生物工程进展;1988年01期
2 朱俊波;龙敏南;徐方成;邬小兵;徐惠娟;;Klebsiella oxytoca HP1 adhE基因插入失活法构建产氢重组菌[J];科学通报;2007年01期
3 陈丽;郭美锦;储炬;庄英萍;张嗣良;;拷贝数对毕赤酵母重组菌表达猪胰岛素前体的影响[J];化学与生物工程;2011年02期
4 周斌;程咏梅;邓超;刘卫超;陈潮梁;陈敬华;许正宏;;黄杆菌肝素酶Ⅱ重组菌培养条件的优化及高密度发酵[J];生物工程学报;2014年04期
5 冯美卿;史训龙;黄海;张金晨;周珮;;不同构建策略对D-氨基酸氧化酶表达的影响及发酵调节[J];复旦学报(医学版);2008年01期
6 丁波;孟庆玲;乔军;陈创夫;才学鹏;张再超;杨丽红;;单核细胞增生李斯特菌prfA基因重组菌的构建及其生物学特性研究[J];中国预防兽医学报;2012年09期
7 李环;陈悦;翁秋萍;朱大伟;韦萍;;argE基因的表达优化及Zn~(2+)添加时间和浓度的影响机制分析[J];过程工程学报;2007年06期
8 郭春叶;龚月生;刘林丽;曹雨莉;;酵母菌生长曲线的测定及其转葡萄芪合酶基因重组菌遗传稳定性的检测[J];安徽农业科学;2007年07期
9 马媛媛;邹少兰;张鲲;洪解放;井欣;刘成;张敏华;;半定量RT-PCR检测运动发酵单胞菌中外源基因转录水平的研究[J];微生物学通报;2009年06期
10 孙雨葳,廖世奇,张小爱,张雪力,王黎,张春梅,王晓辉;用PCR技术筛选小分子DNA重组菌落的研究[J];青海科技;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 杨健美;高崧;刘秀梵;;表达PWD和ED保护性抗原的两种重组菌的免疫原性初步研究[A];第六届全国会员代表大学暨第11次学术研讨会论文集(上)[C];2005年
2 杨健美;高崧;刘秀梵;;表达PWD和ED保护性抗原的两种重组菌的免疫原性初步研究[A];中国畜牧兽医学会家畜传染病学分会第六届全国会员代表大会暨第11次学术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 吕桂善;乳源抗高血压生物活性肽在大肠杆菌中表达的研究[D];东北农业大学;2003年
2 张大伟;微生物中生产辅酶Q_(10)的研究[D];北京化工大学;2007年
3 傅维琦;产5-氨基乙酰丙酸重组菌的优化和发酵过程调控研究[D];浙江大学;2009年
4 宿玲恰;重组Thermobifida fusca角质酶的高效胞外表达及其分子机制[D];江南大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王熙;以甘油为底物构建肺炎克雷伯氏重组菌生产3-羟基丙酸[D];北京化工大学;2010年
2 裴海生;含透明颤菌血红蛋白基因重组菌的构建及其对菌株发酵产1,3-丙二醇的影响[D];石河子大学;2008年
3 董坤;产谷胱甘肽酿酒酵母重组菌的构建及发酵研究[D];山东大学;2012年
4 吴小芳;双重组菌偶联不对称还原制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯[D];江西师范大学;2013年
5 林雪;蛋白A的重组表达及重组菌的发酵过程优化[D];大连理工大学;2010年
6 唐璐敏;Arthrobacter nitroguajacolicus腈水解酶基因的克隆与表达[D];华东理工大学;2010年
7 梁颂军;含phoN重组菌D.radiodurans的构建及其富集U(Ⅵ)性能的试验研究[D];南华大学;2010年
8 尚永崇;重组红霉素工业菌发酵优化与工业规模放大规律研究[D];华东理工大学;2010年
9 吴爱莲;嗜热厌氧菌中木糖苷酶的定向改造[D];南京师范大学;2007年
10 李莎;基于反义RNA技术降低发酵生产3-羟基丙酸中的副产物[D];北京化工大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026