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《江南大学》 2005年
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强化Candida Utilis生物合成谷胱甘肽研究

聂薇  
【摘要】:谷胱甘肽(GSH)是由L-谷氨酸、L-半胱氨酸和甘氨酸缩合而成的一种同时含有γ-谷氨酰基和巯基的生物活性三肽。GSH在生物体内具有多种重要的生理功能,短期内可以迅速提高机体免疫力,同时对于维持生物体内适宜的氧化还原环境也起着至关重要的作用,在临床医药、食品工业、体育运动及有关生物研究领域都有着广泛的用途。 微生物发酵法是目前GSH工业化生产的最普遍方法之一。本论文以一株高积累GSH的产朊假丝酵母(C. utilis WSH 02-08)为出发菌株,以GSH的高产量、高得率为目标,采用针对发酵过程的一系列技术、策略对GSH发酵过程进行强化,研究的主要内容如下: 1. L-半胱氨酸作为GSH合成的关键氨基酸,在不引起细胞生长抑制的前提下,向培养基中添加适当浓度的L-半胱氨酸,将有利于胞内GSH含量和GSH产量的进一步提高,当L-半胱氨酸添加浓度为10 mmol·L~(-1)时,GSH产量达到344 mg·L~(-1),比对照提高了56%。 2.在7 L发酵罐中,L-半胱氨酸的添加对GSH产量和胞内GSH含量的提高同样具有非常积极的作用。对于GSH分批发酵,在L-半胱氨酸添加前后,GSH的合成量约各占总量的50%;通过葡萄糖的流加,并结合添加L-半胱氨酸,最终GSH产量高达1150 mg·L~(-1),由此可见,流加发酵结合L-半胱氨酸添加的培养方式对提高GSH产量、GSH对葡萄糖的得率和GSH的生产强度来说都是较为理想的选择。 3.通过放大过程的理论计算和实际实验,将添加L-半胱氨酸的流加策略应用在30 L发酵罐上,GSH总量可达到1027 mg/L,胞内GSH含量达到3.53%。在30 L罐上能够较好的重复出7 L罐上的发酵水平,为进一步发酵放大打下了基础。4.根据“产朊假丝酵母(Candida utilis)在受到低pH胁迫时,能以增加GSH合成并向胞外释放GSH的方式来响应和抵御外界pH的不断降低”的生理现象,设计了一种短时间低pH胁迫策略。在该发酵策略的控制下,GSH总产量达到737.1 mg·L~(-1),比对照分别高出24.9%和20.0%;胞外GSH含量达到197.3 mg·L~(-1),比对照分别高出355.7%和455.8%;单位细胞的GSH含量达到2.67%(w·w -1),而对照仅为2.28%(w·w -1)和2.11%(w·w-1)。该策略能够利用低pH条件对细胞的生理胁迫作用,促使部分GSH分泌到胞外,有效的解除胞内GSH对GSH合成酶系的反馈抑制效应,并在发酵后期补加葡萄糖后,使细胞二次积累GSH,同时达到了较高的胞外GSH浓度,实现了GSH总量的较大幅度的提高。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ929

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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【共引文献】
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10 关倩;北柴胡不定根培养中生物转化与皂苷合成研究[D];山西大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 梁国斌;产朊假丝酵母生产谷胱甘肽过程控制与优化[D];江南大学;2008年
【二级引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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