大肠杆菌发酵生产重组人源抗-HBs Fab

在KLF2000发酵罐中利用补料分批培养技术培养表达含重组质粒pBAD/HBs Fab的TOP10大肠杆菌,生产人源抗-HBs Fab,为批量生产作准备,在发酵过程中,控制溶氧30%以上,温度37℃,在基础培养基内生长4h后,补加以甘油为碳源的补料,继续生长到9h,加入阿拉伯糖,至终浓度为0.02%,30℃诱导表达5h,收集菌体,纯化制备目的蛋白。利用Western blot方法检测Fab抗原性,Dot blot方法检测生物学活性。14h发酵结束后,菌体密度最终达96g/L,纯化所得蛋白大约占菌体总蛋白的6%,含量为80mg/L,以重组质粒pBAD/HBs Fab,大肠杆菌TOP10表达表达比率与摇瓶相比没有降低,表达量达80mg/L左右,为大批量生产作了准备。     

大肠杆菌发酵生产重组人源抗

在KLF2000发酵罐中利用补料分批培养技术培养表达含重组质粒pBAD/HBs Fab的TOP10大肠杆菌,生产人源抗HBs Fab,为批量生产作准备。在发酵过程中,控制溶氧30%以上,温度37℃,在基础培养基内生长4 h后,补加以甘油为碳源的补料,继续生长到9 h,加入阿拉伯糖,至终浓度为002%,30℃诱导表达5h,收集菌体,纯化制备目的蛋白。利用Western blot方法检测Fab抗原性,Dot blot方法检测生物学活性。14h发酵结束后,菌体密度最终达96g/L,纯化所得蛋白大约占菌体总蛋白的6%,含量为80mg/L。以重组质粒pBAD/HBs Fab,大肠杆菌TOP10表达生产的人源抗HBs Fab为可溶性具生物学活性的蛋白,与包涵体表达相比避免了变性、复性这一复杂过程,发酵罐表达比率与摇瓶相比没有降低,表达量达80mg/L左右,为大批量生产作了准备。     

大肠杆菌发酵生产重组人颗粒溶素

目的:在FUS-50L生物反应器中利用补料分批培养技术培养表达含重组质粒pET28a( )-GNLY的大肠杆菌BL21(DE3)pLysS株,生产重组颗粒溶素(GNLY)。方法:选取含pET28a( )-GNLY的BL21(DE3)pLysS菌株单个克隆分级培养,将制备的二级种子液接种于发酵罐中。在发酵过程中,控制溶氧为30%～50%,温度为37℃;在基础培养基内生长4h后,补加以甘油为碳源的补料,继续生长到11h;加入葡萄糖至终浓度为1%,30℃诱导表达6h;收集菌体,纯化制备目的蛋白。利用Western印迹检测重组蛋白的抗原性,用CFU方法检测其生物学活性。结果:发酵液中最终菌体密度达80g/L;纯化所得重组蛋白约占菌体总蛋白的5%,含量为60mg/L;经鉴定所获重组颗粒溶素有较好的免疫学活性和生物学活性。结论:用含重组质粒pET28a( )-GNLY的大肠杆菌BL21(DE3)pLysS表达系统,可得到具有生物活性的重组颗粒溶素,为大批量生产提供了条件。     

重组戊型肝炎病毒衣壳蛋白工程菌的高密度培养

在10L发酵罐中对戊型肝炎病毒衣壳蛋白在重组大肠杆菌中表达发酵工艺进行了研究,用分批培养方法探讨了不同培养基、培养基中磷酸盐浓度和Mg^2＋浓度等因素对菌体生长与重组蛋白表达的影响;用分批补料培养研究了不同的补料工艺对菌体生长与重组蛋白表达的影响,同时对重组菌诱导时期、诱导持续时间以及不同诱导温度表达包含体在尿素溶液中的溶解性进行了研究。结果表明,在优化后的培养基中,磷酸盐浓度、Mg^2＋浓度分别为80mmol/L 与20mmol/L时菌体生长与表达效果较好;分批补料培养中,37℃培养9h菌体达到对数期中期(约45OD600)为适宜诱导时期,加入终浓度为10mmol/L IPTG后诱导5h,OD600达到80以上,重组蛋白表达量达到29.74％,为最适收获菌体时间;37℃表达的包含体80％以上溶解在4mol/L的尿素溶液中,最终浓度达到14mg/mL; 10L发酵罐中确定的发酵工艺参数在30L发酵罐中进行了放大培养,10L发酵罐中确定的发酵工艺参数在30L发酵罐上具有可放大性与重复性, 可以应用于工业生产。     

分泌型重组人生长激素工程菌发酵及其产物纯化

在 5L发酵罐中将工程菌pET-ompA3-hGH/BL21(DE3)进行补料式发酵 ,诱导表达分泌型重组人生长激素。通过对发酵培养基成分、补料成分、补料体积、补料时机和滴加流速的选择 ,分泌表达rhGH的量可达到 250mg/L ,占周质蛋白的 44%～ 54% ,发酵周期缩短为8h。用rhGH纯蛋白免疫动物制备的多克隆抗体制成的抗体亲和层析柱 ,一步纯化大肠杆菌周质中分泌表达的rhGH ,产物纯度达到96%以上 ,纯化产物在分子质量大小、免疫活性和二硫键的形成与天然生长激素相一致 。     

重组毕赤酵母高密度发酵表达H5N1禽流感病毒糖蛋白

在10L发酵罐中,对高致病性禽流感病毒H5N1糖蛋白HA1在重组毕赤酵母中的表达发酵工艺进行了研究。通过分批补料培养方法探讨不同培养温度、诱导温度、补料方式、微量元素等因素对菌体的生长以及重组蛋白表达和活性的影响。结果表明,菌种培养和诱导温度均为25oC时,菌体的生长、分泌表达量和与广谱中和抗体的反应活性较好;微量元素是影响重组HA1蛋白生物活性的重要因素;通过优化高密度发酵工艺,H5N1病毒糖蛋白HA1在发酵罐中的表达量比摇瓶培养提高10.5倍,达到约120mg/L,为大规模制备高致病性禽流感病毒的HA1蛋白奠定了基础。     

基因重组Echistatin发酵工艺的优化

目的:利用基因工程方法对一种蛇毒锯鳞蝰素蛋白的发酵纯化工艺进行优化,以提高目的蛋白的产量和纯度。方法:对工程菌进行发酵培养并诱导表达,研究不同的培养基、不同补料方式、溶解氧浓度、培养和诱导时间对工程菌产量和目的蛋白表达量的影响,利用几丁质亲和层析纯化Ecs融合蛋白,通过合适温度和pH裂解融合蛋白得到Ecs纯品,并鉴定和检测Ecs活性。结果:经过高密度发酵优化后,菌体湿重可达110g/L,目的蛋白表达量约占总蛋白的40%;亲和层析纯化后,得到Ecs单体,得率为68mg/L发酵液。生物学活性分析显示,重组Ecs能有效抑制血小板的聚集,其活性与天然Ecs相似。结论:通过发酵和纯化工艺优化,大大提高了目的蛋白产量,为进一步规模化研究和生产奠定了基础。     

表达重组人骨形态发生蛋白-7工程菌的发酵及表达产物的纯化

目的:研究表达重组人骨形态发生蛋白-7工程菌的发酵和表达产物的纯化工艺。方法:利用16L发酵罐发酵培养工程菌,设定了溶氧、搅拌速度、诱导时机、补料和培养基pH值等发酵条件;通过包涵体洗涤、离子交换层析法纯化目的蛋白。结果:工程菌目的蛋白质表达量占菌体总蛋白质的30%以上,纯化后目的蛋白的纯度可达98%。结论:建立了大肠杆菌高效表达人骨形态发生蛋白-7的发酵及纯化工艺。     

蛇毒锯鳞蝰素融合蛋白的发酵与纯化

研究大肠杆菌表达重组蛇毒锯鳞蝰素(Echistatin,Ecs)融合蛋白的发酵和纯化工艺。将Ecs基因插入表达载体pTXB1,转化E.coliBL21(DE3)构建工程菌。对工程菌进行补料分批培养并诱导表达,研究培养基、培养和诱导时间对工程菌生长和目的蛋白表达的影响,几丁质亲和层析纯化Ecs融合蛋白,经DTT裂解后,检测Ecs活性。发酵后菌体湿重可达75g/L,融合蛋白表达量约占总蛋白的35%,重组质粒在BL21宿主菌中传代稳定。亲和层析纯化后,得到Ecs单体,得率为28mg/L发酵液。生物学活性分析显示,重组Ecs能有效抑制血小板的聚集,其活性与天然Ecs相似。优化了Ecs融合基因工程菌的发酵和纯化条件,为规模化生产奠定基础。     

中试规模高效纯化重组人核苷二磷酸激酶A

中试规模纯化重组人核苷二磷酸激酶A(rhNDPK-A)。菌体高压匀浆,然后微滤去除菌体碎片,超滤浓缩,所得样品上样DEAE-sepharose Fast Flow,收集目的峰,上样Cibacron Blue 3GA Sepharose CL-4B,含ATP的缓冲液洗脱目的蛋白,超滤精制。结果表明,1500g菌体经过2次匀浆后,所得匀浆液中含NDPK47.6g,经过微滤超滤处理后,可回收目的蛋白27.3g。再经过两步柱层析及超滤精制后,最终可得纯度为96.3%的目的蛋白17.2g,总回收率为36.2%,每100g湿菌体的蛋白产率为1.15g。比较每个步骤的回收率,发现精制>亲和层析>离子交换层析>样品前处理过程。与前期报道发酵工艺联用,rhNDPK-A的纯化产量达到510mg/L。工艺简便、得率高的rhNDPK-A纯化工艺的建立为NDPK的应用开发提供了物质基础;另外,本文结果也提示,对于非分泌型重组蛋白来说,影响目的蛋白回收的最主要因素可能不是柱层析,而是样品前处理过程。     

重组毕赤酵母发酵牛肉风味肽的中试研究

研究分泌表达16拷贝牛肉风味肽（beefy meaty peptide, BMP）毕赤酵母工程菌株(Pichia pastoris GS115-16B2)的500L发酵罐中试发酵工艺。在500L发酵罐中采用三步发酵法进行了3批次中试发酵实验,设定菌体培养阶段温度为30℃,pH5.0,诱导表达阶段温度为28℃,pH3.0。在发酵程中通过调节搅拌速度、通气量和罐压等措施来使DO维持在20%~35%左右,总共发酵126h（诱导时间为96h）,当诱导88h后（发酵118h）,600nm波长下的光密度值(OD600)达到184.5,菌体湿重达到318.7g/L,目的产物BMP的表达量达到最高为172 mg/L,实现了BMP的高效表达。通过中试发酵初步建立了工程菌P. pastoris GS115-16B2的中试发酵工艺,为BMP的进一步研究开发奠定了良好基础。     

重组人核苷二磷酸激酶A的理化性质

对重组人核苷二磷酸激酶A（rhNDPK-A）进行纯化,并对重组产物的理化性质及在溶液中的聚合状态进行鉴定。NDPK-A工程菌发酵后的菌体高压匀浆,然后微孔过滤、超滤浓缩,所得样品经DEAE阴离子交换、Cibacron Blue亲和层析、分子筛层析三步纯化后,以SDS-PAGE和RP-HPLC分析纯化产物的纯度,RP-HPLC测定酶活性。合格制品以基质辅助激光解析飞行时间质谱测定相对分子质量（MW）;Edman降解法测定N末端序列;多角度激光散射法测定重组产物在溶液中的表观分子量。结果表明,rhNDPK-A纯化产物的SDS-PAGE纯度为97.3%,RP-HPLC纯度为99.2%;比活性为（900±100）u/mg;单体相对分子质量为17017,与NDPKA分子量理论值相差132。测序结果表明,rhNDPK-A N末端缺失Met残基,其理论分子量为17017,与飞行质谱测定结果完全一致。表观分子量测定结果表明,rhNDPK-A在溶液中形成六聚体,表观分子量为102kD。上述结果说明, NDPK-A重组产物具与天然产物相同的自发形成六聚体性质,这为NDPK-A新药开发和机理研究打下了良好基础。     

核苷二磷酸激酶A的异构及其分子机制

对核苷二磷酸激酶A(NDPKA)的异构及其分子机制进行研究.还原和非还原SDSPAGE观察重组人核苷二磷酸激酶A(rhNDPKA)的异构;RPHPLC分析rhNDPKA异构体的反相色谱行为,并测定rhNDPKA异构体的酶活性;多角度激光散射法测定rhNDPKA异构体在溶液中的表观分子量;飞行质谱分析异构体的质量肽谱.结果发现,rhNDPKA在非还原SDSPAGE上表现为4条带,对应于NDPKA的氧化型、还原型、氧化型二聚体和还原型二聚体,其分子量分别为18.1kD、21.3kD、35.2kD和38.3kD.RPHPLC发现,还原型rhNDPKA和氧化型rhNDPKA疏水性有差异.新鲜制备的rhNDPKA在纯水溶液中,经空气氧化后,逐渐由还原型向氧化型过渡,而还原剂或生理盐水可使rhNDPKA稳定于还原型或氧化型.酶活测定结果表明,还原型rhNDPKA比活性为1965±166Umg,氧化型rhNDPKA比活性为974±53Umg.多角度激光散射检测发现,还原型rhNDPKA在溶液中仍可形成六聚体.质量肽谱结果证明,在氧化型rhNDPKA中,C4和C145位巯基形成二硫键,而C109位巯基游离存在.根据本文所确定的NDPKA单体中的二硫键位置,推导出rhNDPKA单体异构体和二聚体异构体的变构原理,这为进一步研究NDPKA的多能性调节机制打下了良好基础.     

解纤维梭菌培养条件的优化

解纤维梭菌Clostridium cellulolyticum是产纤维小体的专性厌氧菌,由于其培养困难,目前仍难以实现高效培养.文中采用响应面法对产纤维小体的解纤维梭菌C.cellulolyticum高细胞密度培养的条件进行了优化.首先用Plackett-Burman实验设计对影响因素效应进行评价,筛选出的显著影响因素分别为:酵母提取物浓度、纤维二糖浓度及培养温度.之后用最陡爬坡实验设计逼近菌体最佳生长条件的区域范围.最后通过中心组合实验设计和响应面分析方法确定显著影响因素的水平和C.cellulolyticum的最优培养条件.优化后的显著影响因素酵母提取物浓度、纤维二糖浓度和培养温度分别为3 g/L、7 g/L和34℃.在最优条件下,摇瓶培养的菌体浓度OD600值由0.303提高到了0.586,增加了93.4％.在发酵罐批次培养条件下,菌体OD600值达到了3.432,比文献报道值高出了2.8倍.研究结果为C.cellulolyticum培养及应用研究提供了基础.     

重组巴氏毕赤酵母高密度发酵表达rHSA

对基因工程菌Pichiapastoris的摇瓶发酵条件进行了试验 ,并根据摇瓶发酵的优化结果进行了补料分批高密度发酵。在摇瓶发酵时 ,甲醇诱导基因工程菌P .pastoris表达重组人血清白蛋白的发酵周期为 96h ;甲醇的最佳诱导浓度为 1 0g L ;发酵pH范围为 5 72～ 6 5 9;在摇瓶培养时 ,随着接种量的增加 ,虽然目的蛋白表达量缓慢增加 ,但单位细胞光密度的蛋白产率却明显下降 ,符合y =1 2 941x- 0 50 59方程 (线性相关系数r=0 9789) ,其限制性因子很可能为溶氧。在分批发酵 ,接种量为 1 0 %且种子细胞光密度 (OD60 0 )为 2 0左右时 ,细胞生长的延迟期为 2 1 1h左右 ,细胞生长光密度与培养时间的关系模型为 :y =0 7841e0 .2 3 19t(线性相关系数r=0 .993 6 ) ;在补料发酵时细胞干重浓度可达到 1 1 5g L— 1 6 0g L ,在 1 2 0h重组人血清白蛋白表达量最大达到 3 6g L。     

乳糖诱导重组尿酸酶基因在大肠杆菌中的表达

对用乳糖替代异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导重组产朊假丝酵母尿酸酶基因在E.coli JM109(DE3)中表达进行了研究,拟建立一种高效低成本的生产重组尿酸酶的工艺路线。通过摇瓶试验对诱导所采用的乳糖浓度,诱导时机和诱导持续时间进行了优化,并考察在乳糖诱导下的目的产物表达动力学,随后在5 L发酵罐上进行扩大化培养以验证摇瓶优化的结果,进一步将乳糖作为诱导剂应用于高密度发酵过程。实验结果表明乳糖诱导的最佳浓度为5 g/L,最佳诱导时机是对数生长期中后期,诱导持续时间为9~10h;按照优化的条件在摇瓶和5 L发酵罐上进行分批培养,重组尿酸酶最大表达量可达菌体总蛋白的26%左右,可溶性蛋白的36%左右,略高于IPTG的诱导效果;高密度发酵过程菌体终密度达到OD600值40以上,尿酸酶表达量占菌体总蛋白25%左右。     

Co-production of biomass and metabolites by cell retention culture of <Emphasis Type="Italic">Leuconostoc citreum</Emphasis>

Cell retention culture of lactic acid bacterium Leuconostoc citreum was carried out in a fermentor equipped with an internal ceramic filtration system to co-produce biomass and metabolites. The filtration system was composed of porous ceramic filter module with pore size of 0.1 μm and total surface area of 330 cm². High cell density cultivation of L. citreum was achieved within the fermentor, while extracellular metabolites such as mannitol and d-lactic acid were produced through the filter with high productivities. In batch culture of L. citreum using a medium containing 50 g/L of glucose and 100 g/L of fructose, the maximum optical density (OD) monitored at 660 nm was 13 with 65 g/L of mannitol and 38 g/L of lactic acid. In cell retention culture of L. citreum with dilution rate of 0.07 h⁻¹, OD increased to 75, which was 6 times higher than that in batch culture. The concentrations of mannitol and lactic acid increased to 85 and 45 g/L, respectively, and were maintained throughout the cultivation to 105 h. By increasing dilution rate to 0.13 h⁻¹, the productivities of mannitol and lactic acid increased to 8.5 and 4.2 g/L/h, respectively, which were 2.7 to 3 times higher than those in batch culture, suggesting that cell retention culture using internal filtration system is highly effective for co-production of useful cell biomass and various extracellular metabolites.     

Enhancing polyhydroxybutyrate production from high cell density fed-batch fermentation of Bacillus megaterium BA-019

This study demonstrated the improved polyhydroxybutyrate (PHB) production via high cell density cultivation of Bacillus megaterium BA-019 with balanced initial total sugar concentration and carbon to nitrogen (C/N) weight ratio. In the 10 L stirred fermentor operated at 30 °C, pH 7.0, 600 rpm, and 1.0 vvm air, with the initial total sugar concentration of 60 g/L and urea at the C/N weight ratio of 10:1, 32.48 g/L cell biomass with the corresponding PHB weight content of 26.94 % and volumetric productivity of 0.73 g/L h were obtained from batch cultivation. Continuing cultivation by intermittent feeding of the sugarcane molasses along with urea at the C/N weight ratio of 12.5:1 gave much improved biomass and PHB production (90.71 g/L biomass with 45.84 % PHB content and 1.73 g/L h PHB productivity). Similar biomass and PHB yields were obtained in the 90 L stirred fermentor when using the impeller tip speed as the scale-up criterion.     

脂肽-糖脂混合生物表面活性剂产生菌筛选和优化培养

结合脂肽和糖脂的性能优势,致力于产脂肽-鼠李糖脂混合型生物表面活性剂的新菌株选育和培养条件优化。采用血平板溶血圈法初筛菌株、改进排油圈法快速检测产量以及飞行时间质谱鉴定产物结构。对优选菌株的碳源、氮源和磷酸盐缓冲液、重要金属离子浓度等进行了单因子和正交试验,优化了培养基和培养条件。采用高压液相色谱和蒽酮比色法定量分析了产物组成。筛选获得了同时积累糖脂和脂肽的新菌株,鉴定命名为芽胞杆菌Bacillus subtilis THY-7。摇瓶分批培养48 h,细胞OD600为37.0,产物浓度2.4 g/L,分别是优化前的3.4倍和3.1倍。发酵罐补料分批培养,泡沫中产物浓度达到4.5 g/L,且74％为表面活性素,22％为鼠李糖脂。B. subtilis THY-7是具有脂肽-鼠李糖脂高产潜力的优选菌株。