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《湖北工业大学》 2013年
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杆菌肽生物合成的代谢优化

曾新年  
【摘要】:杆菌肽是由地衣芽胞杆菌和一些枯草芽胞杆菌菌株产生的多肽类抗生素。因其具有抗菌谱广、禽畜吸收少、安全评估性好、不易产生抗药性等特性而被广泛应用于饲料工业。本文确定了地衣芽胞杆菌生物合成杆菌肽的发酵过程中存在的代谢瓶颈,并设计了代谢调控策略,实现了碳代谢流的迁移,提高了杆菌肽合成效率,对工业化发酵生产杆菌肽工艺优化具有指导意义,研究结果如下:(1)通过摇瓶研究硝酸钾和鸟氨酸对杆菌肽产量提高的影响,得出在16 h,鸟氨酸添加量为0.04g/L,杆菌肽的产量提高5.8%;另外,硝酸钾添加量为0.5g/L,产量提高3.7%。采用中心组合设计优化了两者对杆菌肽合成的综合影响,得出最优添加浓度组合:KNO3 514.39 mg/L, Orn 45.35 mg/L,在此条件下理论预测的相对发酵单位为821.81 U/mL。对优化条件在10 L发酵罐上进行验证性实验,相对于对照,生物量提高了24.1%,杆菌肽的产量(825 U/mL)提高了10.8%。(2)在研究地衣芽胞杆菌浊液发酵生产杆菌肽过程中发现存在发酵前期溶氧为零、发酵中期菌体自溶以及二次生长现象,而H202是一种携氧剂,可释放O2以及不影响产物分离,因此在10L发酵罐上,考察了流加H202对地衣芽胞杆菌浊液发酵合成杆菌肽的影响。在发酵24 h时以速率为3 mmol/(L-h)'恒速流加H202至34 h,菌体生物量在34 h达到最大值为73.5×109 CFU/mL比对照最大值高6.5%(对照最高值为69×109 CFU/mL),菌体自溶时间延后了8小时,而且细胞自溶后的菌数最小值为42 h的62.1×109CFU/mL,比对照自溶后最低值高了77%。24 h-34 h的挥发性脂肪酸(VFA)最高值为12.8g/L,比对照减少了11%,糖耗速率是0.36 g/(L·h),比对照提高了3%。杆菌肽在24 h-34 h的合成速率为44.9 U/(mL·h)比对照高12%(对照为40.1 U/(mL-h)),杆菌肽最终效价为1021 U/mL,比对照提高9.9%,说明适量流加H202不仅改善了细胞的生长环境,还能促进杆菌肽的生物合成效率。(3)基于地衣芽胞杆菌10L罐浊液发酵生产杆菌肽过程中,溶氧在3h即跌为零(资料未显示)以及细胞在26 h自溶60%以上的事实,分析了胞外丙酸、丁酸、乙偶姻和丁二醇的消长规律,确定了在氧限制条件下NADH的氧化压力是形成酸胁迫效应并使部分细胞自溶的根本原因。基料添加0.3 mg/L的MnCl2使经由丙酮酸流向丙酸和丁酸的碳通量降低,而加强转向经由乙偶姻还原酶催化的以NADH为辅酶的2,3-丁二醇合成途径,缓解了NADH的氧化压力和酸胁迫效应,延迟和降低了细胞的自溶时间和自溶程度,实现了碳代谢流的迁移,促进了杆菌肽的合成效率,效价提高了11.6%。
【学位授予单位】:湖北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S816

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 周景文;董志姚;刘立明;堵国成;陈坚;;葡萄糖酸钠对光滑球拟酵母CCTCC M202019能量代谢和丙酮酸积累的影响[J];华中农业大学学报;2010年04期
2 刘玉平 ,林建强;浅谈如何提高发酵生产的溶解氧浓度[J];医药工程设计;2005年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张夙夙;;溶氧对氨基酸发酵的影响及其控制[J];安徽农学通报;2014年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 刘玉平;搅拌式生物反应器溶解氧性能研究[D];山东大学;2005年
2 齐东明;基于ARM-Linux的生物发酵智能控制系统[D];江苏大学;2009年
3 孙雪蕾;基于ARM9的生物发酵过程数字控制系统研究[D];江苏大学;2010年
4 杨兴;诺西肽补料分批发酵过程优化[D];东北大学;2009年
5 单秉仁;基于遗传算法的诺西肽分批发酵过程多时段建模[D];东北大学;2010年
6 李飞;液体深层搅拌发酵制备细菌纤维素的研究[D];东华大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 燕国梁,堵国成,陈坚;谷氨酰胺转胺酶发酵条件的优化研究[J];工业微生物;2003年01期
2 李德华;向春雷;姜益泉;郭再华;贺立源;;低磷胁迫下不同水稻品种根系生理特性的研究[J];华中农业大学学报;2006年06期
3 王泽举;刘延琳;刘爱国;韩娜;;新疆葡萄酒自然发酵过程酵母菌的种类和动态变化[J];华中农业大学学报;2008年05期
4 卫功元,李寅,堵国成,陈坚;溶氧及pH对产朊假丝酵母分批发酵生产谷胱甘肽的影响[J];生物工程学报;2003年06期
5 李卫旗,姚恕;反应器结构对黄原胶发酵的影响[J];食品与发酵工业;1996年01期
6 刘树臣,李淑兰,杨东,张建刚,方向晨,韩崇仁;十三碳二元酸发酵工业试验[J];石油化工;2002年07期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 丁庆华,李有志,张钧利,李桂杰,张玉伟;益生菌耐药菌株的选育与鉴定[J];饲料研究;2000年06期
2 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杨汉博;周安国;杨凤;;地衣芽胞杆菌BL15和BL19对黄鸡肠道微生物影响的研究[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第六次学术研讨会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 王润华;腹胀病因多 用药细斟酌[N];家庭医生报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邱一敏;地衣素高产地衣芽胞杆菌工程菌的构建及地衣素对聚γ-谷氨酸合成的影响[D];华中农业大学;2014年
2 李欣;硝酸盐还原作用对地衣芽胞杆菌合成聚γ-谷氨酸的影响分析[D];华中农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 曾新年;杆菌肽生物合成的代谢优化[D];湖北工业大学;2013年
2 彭亚林;印度洋深海热液区盐单胞菌和地衣芽胞杆菌的筛选、鉴定及生理生化特性研究[D];中国海洋大学;2008年
3 胡胜兰;高产杆菌肽地衣芽胞杆菌的菌种选育[D];华中农业大学;2010年
4 魏雪团;耐盐地衣芽胞杆菌高产聚γ-谷氨酸的发酵工艺优化及环境压力冲击对发酵的影响[D];华中农业大学;2009年
5 鲍帅帅;地衣芽胞杆菌产杆菌肽的代谢及工艺优化研究[D];湖北工业大学;2014年
6 计坚;地衣芽胞杆菌代谢组学样品制备方法的建立及环境因素对其生物合成γ-PGA的影响[D];华中农业大学;2010年
7 熊欢;透明颤菌血红蛋白在产聚γ-谷氨酸地衣芽胞杆菌WX-02中的表达[D];华中农业大学;2008年
8 袁润;地衣芽胞杆菌木糖利用代谢工程[D];华中农业大学;2014年
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