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鸟氨酸生产菌种选育

张骁  
【摘要】:L-鸟氨酸存在于生物体多种组织和细胞中,在生物体代谢中起到重要作用。它是尿素生成的中间产物,是精氨酸、瓜氨酸等多种氨基酸代谢的前体物质,主要参与产尿素的鸟氨酸循环中,对体内集聚的氨具有解毒作用。L-鸟氨酸主要用于制备保肝、护肝、治疗肝病、抗疲劳、抗虚弱等各种复方氨基酸输液。目前制备L-鸟氨酸的方法主要有提取法,化学法,微生物发酵法和酶法。酶法是利用动植物或微生物体内的精氨酸酶作催化剂,水解精氨酸,生成鸟氨酸和尿素。本文研究了鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺陷型菌株的筛选,固定化苏云金芽孢杆菌细胞转化L-鸟氨酸的方法以及L-鸟氨酸与牛血清白蛋白相互作用的光谱学性质,目的在于寻找成本低廉,工艺简洁,质量可靠的L-鸟氨酸生产路线,为今后L-鸟氨酸的工业化生产奠定基础。 本实验利用实验室保藏的一株苏云金芽孢杆菌进行诱变,确定了培养基中的无机氮源采用乙酸铵,其浓度为0.9%,复合诱变处理中的硫酸二乙酯处理时间为5min,紫外照射时间为1min。 采用PVA与卡拉胶对菌体细胞进行固定化,确定了PVA浓度为5%,卡拉胶浓度为2.5%,固定化9h后所得的固定化细胞操作稳定性较高,可反复利用7次而L-鸟氨酸产量基本不变。 同时确定了在摇床中固定化细胞转化制备L-鸟氨酸的最适条件:温度30℃、pH 10.0、转化时间24h、L-精氨酸浓度100g·L-1,得到的L-鸟氨酸浓度最高为31.04g.L-1,是游离细胞产量的71.24%。 通过对L-鸟氨酸与牛血清白蛋白作用的光谱学研究,发现L-鸟氨酸能够使牛血清白蛋白发生淬灭,其机理为静态淬灭。在生理条件下的淬灭常数KSV为296.2L.mol-1,速率常数Kq为2.962×1010L.mo1-1·s-1,结合位点数n为0.96319,结合常数KA为227.9L.mol-1。两者的结合能力不强且pH对其结合能力的影响较大。


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