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重组嗜热酯酶工程菌的发酵工程研究

任晓冬  
【摘要】:将来源于深海古菌Aeropyrum pernix K1 的嗜热酯酶APE1547基因在E. coli BL21 (DE3) 中克隆并获得高效表达,该重组嗜热酯酶具有极好的生物学稳定性及高温酯酶活性,在医药和化工领域具有很大的应用价值。为了大规模生产重组嗜热酯酶,本文对重组嗜热酯酶APE1547 工程菌的发酵工程进行了系统的研究。我们考察了大肠杆菌表达该酶的基本条件,包括最佳温度、pH 值、DO 值、最佳诱导时机、质粒稳定性和诱导剂等;利用生物统计学方法对重组大肠杆菌的发酵基质进行了优化,选择玉米浆及其它辅助成分作为主要营养物质,采用响应面法,确定了最佳的发酵基质组成,发酵实验表明用该基质生产重组嗜热酯酶的效果与酵母粉和蛋白胨组成的培养基相同;在发酵罐中以玉米浆为主要发酵基质对工程菌进行高密度发酵,建立了指数流加葡萄糖实现高密度发酵和高浓度乳糖诱导表达嗜热酯酶的发酵生产工艺;根据嗜热酯酶的耐热特点,在产物后处理过程中创造性地提出了加热破碎法,在大肠杆菌破碎的同时,嗜热酯酶被纯化,确立了加热破碎及后处理的工艺的物化参数。 通过本研究,确定了重组嗜热酯酶APE1547 中试生产的条件,为实现其产业化奠定了基础。


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