基因工程菌Pichia pastoris高密度培养条件研究

基因工程菌pichiapastoris最佳种子培养基为添加4mL/LPTMl的BMGY培养基;全合成高密度摇瓶培养基是甘油4%,(NH4)2SO410g/L,CaSO40.93g/L,K2SO418.2g/L,MgSO4@7H2O14.9g/L,0.1mol/L磷酸缓冲液(pH=6.0)配制,培养26h后细胞密度OD600可达到65。经SDS-PAGE电泳图谱分析,甲醇诱导培养72h结果12h有重组人血清白蛋白表达,24h达到最大。此全合成摇瓶培养基与批补料发酵培养基相类似,有利于指导发酵罐上发酵培养。     

重组人血清白蛋白发酵过程表达期的定量研究

结合元素平衡和代谢平衡,建立了重组人血清白蛋白发酵过程表达期的数学模型,按单纯形多变量最优化方法估算了模型的未知参数,并探讨了导致表达期不同阶段产物形成速率存在差异的可能原因。该模型能较好地描述重组人血清白蛋白发酵过程表达期中各宏观反应速率之间的关系,为重组人血清白蛋白的高效表达提供了线索。     

葡萄糖和麦芽糖碳源底物对粪产碱杆菌合成凝胶多糖的胞内代谢流影响*

麦芽糖和葡萄糖对粪产碱杆菌发酵合成凝胶多糖有着显著的影响,为了详细分析两种底物对凝胶多糖合成的影响机制,利用恒化培养实验及稳态碳平衡代谢分析,研究发现在稀释速率为0.1h^-1时,利用麦芽糖和葡萄糖为碳源底物的条件下粪产碱杆菌的微观代谢途径通量有较大的差异。以麦芽糖为底物时凝胶多糖的摩尔得率为53.8%,比葡萄糖为碳源时的摩尔得率(36.9%)高出了45.8%以上。同时以麦芽糖为碳源时HMP途径的绝对代谢通量比葡萄糖时的通量提升了40%以上。这条途径通量的增加,提升了NADPH还原力供给速率,促进了依赖于还原力NADPH的凝胶多糖合成途径通量,提升了碳源底物向产物的摩尔转化速率。而且代谢流分析结果显示ED途径通量和能量提供也是影响粪产碱杆菌凝胶多糖合成效率的关键因素。麦芽糖作为碳源底物过程中维持的较低的残留葡萄糖浓度解除了高葡萄糖浓度条件下对凝胶多糖合成的抑制,能够实现更高通量的ATP能量提供效率,更加促进了凝胶多糖合成通量。     

林可霉素生物合成过程中后期的调控研究

在用林可链霉菌发酵生产林可霉素的过程中,采用FUS-50L多参数全自动发酵罐,通过在线参数、离线参数等的关联分析,发现中后期的调控非常关键.从80h开始补入适量的玉米浆和碳酸钙,可增加三羧酸循环的通量,强化菌体的维持代谢和次级代谢,184h时,发酵液的生物效价由4792 μg/mL(原工艺)增加到7543 μg/mL,(优化工艺);同时,结合生产实际,将50L罐的优化实验结果应用到60 t生产罐实验,184 h时,发酵液的生物效价由4536 μg/mL(原工艺)增加到6582 μg/mL(优化工艺).有效解决了生产后期生物效价增幅很小的问题.     

在林可霉素生物合成过程中铵离子调控作用的酶学研究

在FUS-50L发酵罐内,用林可链霉菌发酵生产林可霉素。研究发现,NH4^＋对林可霉素发酵过程具有显著的调控效应：补入硫酸铵前,发酵液中的NH4^＋浓度由3．0mmol／L消耗至1．0mmol／L以下的控制过程非常关键,这样可能使林可霉素合成酶大量合成,同时,解除了NH4^＋对谷氨酰合成酶（GS）的阻遏效应;20～24h,尽可能提高硫酸铵的平均补入速率,但最高NH4^＋的瞬时浓度应控制在19．0mmol／L以下,一方面可缩短生物量的积累时间,另一方面可避免过高浓度的NH4^＋对GS的抑制作用;24h后逐渐降低NH4^＋的平均补入速率,使主代谢流转入次级代谢;在发酵中期和后期,应将最低NH4^＋浓度控制在3．0～4．0mmol／L的范围内,避免铵离子对GS的阻遏效应,GS比活力与林可霉素的产量呈正相关关系。最终建立了动态的硫酸铵补加工艺。     

以葡萄糖为生长相基质的重组毕赤酵母表达植酸酶发酵

甲醇营养型毕赤酵母表达外源蛋白是在醇氧化酶（alcohol oxidase,AOX）启动子（PAOXI）严格调控下进行的,然而这种启动子在转录水平受到葡萄糖的阻遏。本文研究了毕赤酵母在葡萄糖替代甘油为生长相碳源时表达重组植酸酶蛋白的发酵特征。结果表明：初始葡萄糖浓度为20dL的细胞得率高,为0．39g[DCW]／g。通过基于实时参数（溶氧和呼吸商）调控的葡萄糖补料策略,生长相40h后细胞密度达到100g[DCW]／L,甲醇诱导100h后植酸酶产量达到2200FTUphytase／mL,甲醇得率系数为0．25FTU phytase／gmethnol。因此,在毕赤酵母高表达重组蛋白培养中葡萄糖能够用作生长相基质,并能实现重组蛋白的高效表达。     

工业微生物发酵过程放大策略

生物过程设计可以分为三个基本阶段。首先,运用各种基因和代谢工程工具对高产菌种进行初筛;其次,对初筛得到的高产菌种进行培养条件的优化,以实现高产;最后,对培养过程进行放大,在稳定、可控的大规模培养过程中实现高产目标。生物过程的放大是发酵工程中的重要研究内容．研究不同规模生物反应器中的培养过程特性。与生物工程学科中其他一些新兴研究领域,如各种组学（包括基因组、转录组、     

重组人血清白蛋白发酵过程生长期的代谢计算

结合元素平衡和代谢平衡,建立了重组人血清白蛋白发酵过程生长期的数学模型,并按单纯形多变量最优化方法估算了模型的未知参数。该模型能较好地描述重组人血清白蛋白发酵过程生长期中各宏观反应速率之间的关系,为重组人血清白蛋白宿主菌—Pichia pastoris的高密度培养提供了依据。     

重组毕赤酵母表达工程植酸酶发酵过渡相参数相关分析

微生物发酵是一个涉及不同尺度的互相关联的复杂生物系统的过程 ,将重组毕赤酵母表达工程植酸酶过渡相的在线和离线参数进行了相关分析研究。通过对发酵过程的在线细胞代谢生理参数 (OUR)和环境参数 (DO)的变化进行相关分析表明 :甘油和葡萄糖碳源对AOX合成的阻遏强度不同 ,葡萄糖的阻遏性明显强于甘油 ,相对于醇氧化酶启动子 ,葡萄糖为强阻遏性底物。根据甲醇代谢途径关键酶酶活性变化 ,推测出各代谢途径流量分布的变化 ,即甲醇诱导后糖酵解途径和三羧酸循环途径代谢流比例下降 ,而磷酸戊糖途径中代谢流通量上升 ,甲醇完全氧化代谢流成为主要代谢流 ,与过渡相在线参数pH、OUR(CER)和RQ等相关分析的甲醇代谢途径的变化结果一致。此外 ,建立了生产过程在线控制与分析的标准 :当OUR和CER逐渐增大 ,则可判断甲醇已被利用和启动子已被甲醇成功诱导 ,即工程植酸酶开始启动表达.     

重组人血清白蛋白表达研究进展

本文综述了重组人血清白蛋白在细菌,酵母,植物和动物等表达系统中表达的研究进展。用酵母表达系统,尤其是毕赤酵母,表达的重组白蛋白产量高且提取工艺简单,是其产业化最具有前途的表达系统。同时在转基因动物、植物中培养表达也具有诱人的前景。