不同猪胰岛素前体基因拷贝数Mut~+型毕赤酵母的摇瓶发酵研究

毕赤酵母是优秀的外源蛋白的表达系统之一。本文对Mut~+型的不同PIP基因拷贝数的毕赤酵母进行了摇瓶试验。研究了生长特性以及对外源蛋白表达量的影响等。发现了低拷贝和高拷贝的蛋白表达量、生长情况有差异。G12重组菌的PIP表达量最高为181.6mg/L,是单拷贝重组菌表达量的12.6倍。对于基因拷贝数低于12的菌株,PIP表达水平与PIP基因拷贝数成线性关系(r=0.996)。     

重组人干扰素ω在对数生长期毕赤酵母中的高效表达特性研究

用不同比生长速率μ的毕赤酵母探讨其表达外源重组蛋白的差异性,通过起始pH值、甲醇诱导浓度和周期、菌体浓度、装液量等实验,优化具有较高μ的对数生长期毕赤酵母表达rhIFNω的摇瓶条件。结果表明,μ对毕赤酵母表达rhIFNω有显著影响。μ为0.1612h-1的毕赤酵母表达rhIFNω最高为558mg/L,较μ为0.1321、0.0505和0.0052h-1的毕赤酵母分别提高50%、68%和99%。对数生长期的毕赤酵母表达rhIFNω的最适摇瓶表达条件为:250mL摇瓶装入30mL BMMY,控制菌体浓度达到200~300g/L(WCW),起始pH值自然,每24h添加甲醇15g/L一次,诱导表达周期为4d。通过表达条件的优化,rhIFNω的表达量达到1070mg/L,较优化前提高149%。     

重组大肠杆菌产NAD激酶发酵条件的优化研究

本研究将重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/p ET30α(+)-NADK作为NAD激酶生产菌种,对其产酶发酵培养基及发酵条件进行优化。采用Placket-Burman(PB)设计先筛选出影响重组菌产NAD激酶的三个主要因素:葡萄糖浓度、Mg SO4浓度和诱导表达时间,试验结果表明,增加葡萄糖和Mg SO4的浓度及缩短诱导表达时间对产酶有利。根据中心组合实验设计(Central Composite Design,CCD)原理,利用PB设计确定的这三个显著影响因素,通过最陡爬坡实验逼近最大响应区域,挑选出实验范围内的最优点,以此作为响应面中心组合设计的中心点,用NAD激酶酶活作为响应值,使用Design Expert 8.0软件设计中心组合实验,通过对实验数据进行分析,得出最佳发酵培养基成分及发酵条件为:葡萄糖14.24 g/L、酵母粉8 g/L、胰蛋白胨8 g/L、Mg SO40.94 g/L、Na Cl 5g/L、NH4Cl 2 g/L、KH2PO42 g/L、K2HPO49 g/L,诱导表达时间8.34 h,接种量2%。在此最佳条件下,NAD激酶酶活实验验证值可达10.17 U/mg,与优化前相比提高了2.77倍。对诱导表达结束后的细胞上清液进行SDS-PAGE分析也证明优化取得了显著的效果。     

胰岛素蛋白质工程: [B16Ala]胰岛素和[B26Ala]胰岛素——两个新型的速效人胰岛素

用大动物(猪)降血糖实验证明[B16Ala]胰岛素和[B26Ala]胰岛素是快速降血糖胰岛素. 它们的前体[B16Ala]PIP和[B26Ala]PIP, 在甲醇酵母体系中的分泌表达量分别为650和130 mg/L. 由于它们是新型的分别保留全部和几乎全部胰岛素体内生物活力的速效胰岛素, 且在甲醇酵母表达体系中得到比较高的表达量, 所以具有很好的临床应用前景.     

不透明红球菌转化合成α-酮异己酸培养基优化

利用基于统计学的方法对不透明红球菌(Rhodococcus opacus)DSM 43250转化合成α-酮异己酸(KIC)的培养环境进行优化。采用Plackett-Burman(PB)设计筛选获得对KIC产量具有显著影响的关键营养因子:(NH4)2SO4、麦芽膏和NaNO3。通过最陡爬坡实验、Box-Behnken实验设计和SAS软件回归分析建立了KIC产量关于3个关键营养因子的二次多项式模型,并以模型求解确定最佳培养条件(g/L):(NH4)2SO4 0.23,麦芽膏2.42,NaNO3 1.43。在此培养条件下,KIC的理论最高产量为23.98 mg/L,在验证实验中KIC最高产量为23.93 mg/L,比优化前(3.72 mg/L)提高了6.43倍。     

内生解淀粉芽孢杆菌CC09产Iturin A摇瓶发酵条件优化

【目的】提高内生解淀粉芽孢杆菌CC09发酵产抗菌脂肽Iturin A的产量。【方法】首先采用单因子实验研究了碳源、氮源、NaCl浓度、pH、温度、转速和装液量等因子对CC09产Iturin A能力的影响,然后对其中显著性因子:氮源浓度、pH、温度及装液量4个因素进行正交实验,进一步优化发酵条件。【结果】优化培养基组成及发酵条件可以提高CC09菌株的生长速度及产Iturin A的量,其中可溶性淀粉以及一定比例的蛋白胨和酵母粉是CC09菌株产Iturin A的良好碳源和氮源;培养温度、装液量、培养液pH等也对CC09菌株产Iturin A有显著影响。优化后的培养基成分:可溶性淀粉(碳源)5 g/L、比例为3:1的胰蛋白胨酵母粉混合氮源15 g/L、NaCl 1 g/L;最佳培养条件:pH 6.0、28°C、摇床转速120 r/min、培养瓶装液量20%。【结论】在此条件下,Iturin A的产量可达到690 mg/L,较优化前的138 mg/L提高了4倍。     

毕赤酵母表达重组牛胰脏羧肽酶A的响应面法优化

采用Central Composite Design(CCD)实验设计及响应面分析相结合的方法,对毕赤酵母表达牛胰脏羧肽酶A的表达条件进行优化,旨在获得牛胰脏羧肽酶A的最佳表达条件。单因素实验结果显示,诱导时间为96 h时,最佳甲醇含量为0.5%、最佳p H值为4、诱导时最佳菌体OD600值为7。在此基础上,利用CCD实验设计及响应面分析法进行回归分析,获得最优表达参数为:甲醇含量0.5%、诱导pH为5.90、接种前种子培养基OD600为6.54。在优化后的条件下进行验证实验,得到牛胰脏羧肽酶A的表达量为0.325 mg/m L,与理论值(0.326 mg/m L)相比,相对误差较小,为0.38%。同时,对表达产物进行了Western Blot鉴定。研究表明,采用响应面法分析优化牛胰脏羧肽酶A的表达条件准确可靠,有助于找出最佳条件,为指导其在发酵罐中进行高密度发酵生产牛胰脏羧肽酶A奠定基础。     

响应面法在紫杉醇产生菌发酵前体优化中的应用

采用响应面法对美丽镰刀菌（Fusarium mairei K178）发酵合成紫杉醇途径中一些可能的前体进行优化研究。首先采用Plackett-Burman法对8个因素进行了筛选,结果表明,苯丙氨酸,苯甲酸钠和乙酸钠三个因素对紫杉醇产量影响较大。在此基础上,再通过Box-Behnken设计,利用Design-Expert软件进行二次回归分析,得到各因素的最佳浓度为：苯丙氨酸2.8mg/L,苯甲酸钠31.8mg/L,乙酸钠3.3g/L。在优化条件下紫杉醇的产量达到242.6μg/L,较前体单因素实验最高值提高15.6%。     

毕赤酵母Gpn12异戊烯基转移酶NovQ催化合成MK-3

对异戊烯基转移酶NovQ在毕赤酵母Gpn12异源表达过程中诱导剂甲醇添加量进行了探究,并以毕赤酵母Gpn12全细胞为酶源,以甲萘醌、异戊烯醇为前体,催化合成维生素K2(MK-3)。每24 h添加2%甲醇时,NovQ表达量提高约36%。考察摇瓶中初始pH、温度、甲醇添加量、前体(甲萘醌、异戊烯醇)添加量、催化时间、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)添加量等7个因素对Gpn12全细胞催化合成MK-3的影响,发现催化温度、甲萘醌添加量、催化时间影响显著,对3个显著因素进行响应面优化得出催化条件为:催化温度31.56℃,甲萘醌添加量295.54 mg/L,催化时间15.87 h,优化后的摇瓶MK-3产量达到98.47 mg/L,与响应面预测结果一致,较优化前对照组提高了35%。在30 L发酵罐进行生物催化实验,催化时间24 h,细胞催化剂浓度220 g(干重)/L,MK-3产量达到189.67 mg/L。该方法为Gpn12规模化生产MK-3奠定了一定的基础。     

提高重组TRAIL表达产率的优化策略

肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（Apo2L/TRAIL）是一种新型的抗肿瘤蛋白。针对缩短发酵周期,提高生产效率这一目标,首先在摇瓶中利用响应面设计优化发酵表达条件,总TRAIL蛋白的表达量提高到25.7%。在此基础上研究了发酵条件对可溶性TRAIL蛋白表达量的影响。于3.7L发酵罐放大进行补料-分批发酵实验时,单位菌体可溶性TRAIL蛋白的表达量提高了67%,实现了在大肠杆菌高密度培养过程中单位细胞重组TRAIL蛋白的可溶性表达和体积生产率的提高。     

丝状真菌Glarea lozoyensis SIIA-F1108产纽莫康定B0发酵条件的研究

【目的】采用响应面法优化丝状真菌Glarea lozoyensis SIIA-F1108发酵生产纽莫康定B_0培养基,提高发酵产量;通过氮源优化,降低发酵液菌体浓度,改善发酵过程的溶氧水平。【方法】采用Plackett-Burman设计和响应面法进行培养基优化,筛选出对纽莫康定B_0产量具有显著影响的因素;通过最陡爬坡实验及Box-Behnken设计,并利用Design-Expert软件对实验数据进行回归分析,得到优化的发酵培养基配方;通过对优化培养基中氮源组分进行全因子实验,最终得到高产量和低菌体浓度发酵培养基。【结果】实验数据表明:甘露醇、脯氨酸和葡萄糖对纽莫康定B_0产量影响最大;最佳浓度分别为甘露醇167.3 g/L、脯氨酸26.1 g/L、葡萄糖28.5 g/L。采用优化后的培养基进行摇瓶发酵,纽莫康定B_0产量达到了1 840 mg/L,较优化前提高了42%,与预测结果一致。用硫酸铵部分替换棉籽饼粉后,发酵液菌体浓度降低,在100 L发酵罐上对优化后的结果做了进一步的验证,纽莫康定B_0产量达到1 980 mg/L。【结论】模型预测值与实验值有较高吻合度,具备较高可信度和显著性,发酵产量提高了42%,响应面实验设计和分析方法能够有效地用于丝状真菌Glarea lozoyensis SIIA-F1108产纽莫康定B_0发酵培养基进行优化。通过调整培养基中的氮源组成,降低了发酵液菌体浓度,改善了发酵过程的溶氧水平。     

Optimizing emulsan production of <Emphasis Type="Italic">A. venetianus</Emphasis> RAG-1 using response surface methodology

Statistical experimental design was used to optimize medium constituents for emulsan production by Acinetobacter venetianus RAG-1 in batch cultivation. The factors affecting emulsan production were screened by a two-level factorial design, and the optimal concentration of medium constituents for emulsan production were determined by the method of steepest path ascent and central composite experimental design. Experimental results showed that the optimal medium constituents were 9.16 g/L ethanol, 8.2 g/L KH₂PO₄, 23.32 g/L K₂HPO₄, 5.77 g/L (NH₄)₂SO₄ and 0.354 g/L MgSO₄•7H₂O. Under this optimal composition, the predicted emulsan production was 72.198 mg/L, and experimental value was 73.312 mg/L for 80 h culture in the shake flasks, and the emulsan yield by A. venetianus RAG-1 was enhanced nearly 1.48-fold (from 49.5 to 73.312 mg/L). Based on the results, we identify the optimal medium constituents for emulsan production and could take advantage of strategy for scale up the fermentation of emulsan production.     

趋磁细菌W M-1 的培养条件优化研究

采用正交设计实验法研究了趋磁细菌WM-1产磁性细胞的培养条件。并利用L16(44)方案,用16个实验完成了4种培养条件、4个水平的优化工作。研究结果表明,培养基的pH值是影响趋磁细菌WM-1产磁性细胞的重要因素,正交实验结果在90％的置信区间可信。在最优的培养条件下,即pH为7．0,氧气的浓度为4％,m酒石酸:m琥珀酸为1:1,NaNO3 100 mg l-1条件下,磁性细胞的浓度提高到6．5×107 cells ml-1,比优化前提高了约8．3％．趋磁细菌WM-1磁滞回线的测量表明,Hc=230 Oe,Ms=0．9 emu／g dry wt．Cells,及Mr／Ms=0．50。     

培养基组分及培养条件对蜡梅花粉萌发及花粉管生长的影响

采用液体培养法研究不同培养基组分和培养条件对蜡梅花粉萌发和花粉管生长的影响。结果表明:(1)PEG-4000是蜡梅花粉离体培养所必需的培养基成分,当培养基中无PEG-4000时,花粉不能正常萌发。(2)培养基内低浓度蔗糖对花粉萌发和花粉管的生长无显著影响,但随着蔗糖浓度的升高,则对花粉萌发和花粉管生长表现出强烈的抑制作用,且浓度越高,抑制效应越强。(3)培养基内其它组分分别在一定浓度范围(0～250g/L PEG-4000、0～50mg/L硼酸、0～30mg/L硝酸钙)内对花粉萌发及花粉管生长有促进作用,但超过上述高限值时则起抑制作用。(4)培养基内镁和钾的浓度对花粉萌发及花粉管生长影响不显著。研究表明,蜡梅最适花粉液体培养基组分为250g/L PEG-4000+50mg/L H3BO3+30mg/L Ca(NO3)2.4H2O,且在pH 5.5、温度15℃和600lx的光照培养条件下蜡梅花粉萌发和花粉管生长最佳。     

多表位恶性疟疾疫苗M.RCAg-1在大肠杆菌表达的条件优化和大规模培养

通过以培养基配方、IPTG浓度、金属离子复合液浓度、镁离子浓度、表达时间、接种量、诱导时间点等发酵的重要条件对重组蛋白表达量影响的研究,确定多表位恶性疟疾疫苗M.RCAg-1蛋白最佳表达条件为以改良TB培养基培养、最优Mg2+,诱导剂IPTG和金属离子复合液浓度分别为10mmol/L,0.5mmol/L,6μl/ml,接种量为10%,表达时间为4.5h,将优化后的参数用于50L发酵罐进行连续3批中试规模的发酵,最终收获菌体湿重平均为31.8±1.78g/L,目的蛋白表达量可占菌体总蛋白的50%左右,试验确定了恶性疟疾多表位随机组合蛋白M.RCAg-1在大肠杆菌中的最优表达条件,该条件能够适合大规模培养需要。     

响应面法优化黑曲霉产果胶酶培养基中无机盐成分的研究

利用SAS软件中的二水平设计和响应面分析方法较系统地研究了发酵培养基中无机盐组分对黑曲霉(Aspergillus niger)JW-1菌株产果胶酶的影响.得到了在一定条件下果胶酶随无机盐组分的变化规律,并根据分析结果优化了产酶培养基.最终确定KH_2PO_4,FeSO_4·7H_2O,CaCl_2·2H_2O的最优浓度分别为0.85mg/mL,1.86mg/mL和2.52mg/mL,此时果胶酶活力可达5054.6U·g~(-1),为该菌株今后的研究和应用奠定了基础.     

林可霉素生物合成培养基的优化

以花生粉和棉籽蛋白粉取代了原培养基中的黄豆饼粉,采用响应面法对林可霉素产生菌的发酵培养基进行了优化.首先通过单因素试验及正交实验确定替代氮源及其浓度,采用Plackett-Burman实验分析各因素的主效应,选出对响应值影响较大的3个因素,即花生粉、K2HPO4和玉米浆.对这些因素做爬坡实验,确定三个重要因素的中心点浓...     

Optimization of culture medium composition for cellulolytic bacteria by mathematical methods

The culture medium composition for cellulolytic bacteria growing on sugar cane wastes was optimized. A modified method of Rosenbrock was employed for shaker culture medium and a factorial plan design for fermentor culture medium optimization. A much more economical and productive medium was obtained for the production of single cell protein (SCP). A biomass concentration of 4.3 g/L was obtained in the optimized medium in batch fermentation, in comparison with 2.8 g/L previously obtained in the traditional medium under similar conditions.     

响应面法优化荷叶离褶伞菌丝体产漆酶条件

为了对荷叶离褶伞产漆酶条件进行优化,在单因素实验基础上,通过最陡爬坡实验(PB)对培养基8因素进行筛选,获得影响产漆酶的3个显著性因素:葡萄糖,pH和KH₂PO₄;通过中心组合(CCD)设计及响应面分析确定了最优发酵条件:葡萄糖20.09g/L,酪蛋白1.5g/L,酵母提取物1.5g/L,MgSO₄ 3g/L,CuSO₄ 3.75mg/L,KH₂PO₄ 3.97g/L,pH 4.98,VB₁ 0.1g/L,愈创木酚12mg/L,该条件下,漆酶酶活为829.83U/mL,较未优化对照提高46.6%.