乙酸对重组大肠杆菌生长及个源基因表达的影响

在重组基因工程菌ＤＨ５α（ＰＧ－ＦＧＦ）的高密度培养过程中,发现培养液中有大量代谢副产物－乙酸的产生和积累,乙酸的存在抑制了工程菌的生长及外源的表达。研究民乙酸在Ｍ９培养基中对工程菌ＤＨ５α（ＰＧ－ＦＧＦ）及生长外源基因表达的影响。结果表明,乙酸的存在不仅导致重组菌生长速率的降低及延迟期的增长,而且对外源基因产物的表达具有强烈的抑制作用,这为该工程菌的高密度培养及外源基因产物的高表达打下了基础。     

工程菌发酵过程中乙酸的形成及其控制方法

工程菌高密度培养是获得外源基因表达产物的重要手段,但高密度培养的主要障碍之一是代谢副产物乙酸的积累。随着发酵培养密度的提高,乙酸的积累也增加,并直接影响菌体的生长和外源蛋白的表达,逐渐成为制约工程菌高密度培养的重要因素。Jensen等报道当培养液中乙酸浓度大于6g/L时,乙酸会明显抑制菌体生长;当乙酸浓度大于2.4g/L时,会显著降低比产率。Konstan等报道培养液中乙酸浓度大于15g/L时菌体生长就完全停止了。Boon等人利用从     

乙酸对重组大肠杆菌生长及外源基因表达的影响

在重组基因工程菌ＤＨ５α（ＰＧ－ＦＧＦ）的高密度培养过程中,发现培养液中有大量代谢副产物－乙酸的产生和积累,乙酸的存在抑制了工程菌的生长及外源基因的表达。研究了乙酸在Ｍｇ培养基中对工程菌ＤＨ５α（ＰＧ－ＦＧＦ）生长及外源基因表达的影响。结果表明,乙酸的存在不仅导致重组菌生长速率的降低及延迟期的增长,而且对外源基因产物的表达具有强烈的抑制作用,这为该工程菌的高密度培养及外源基因产物的高表达打下了基础。     

重组人碱性成纤维细胞生长因子基因工程菌的高密度培养

根据重组人碱性成纤维细胞生长因子基因工程菌的生长特点,对其高密度发酵工艺条件进行研究和改进,采用“平衡DO-State”控制策略进行分批补料培养中的葡萄糖流加,有效地控制了培养过程中代谢副产物-乙酸的产生及其对工程菌生长的抑制作用,使发酵终了时乙酸浓度由15．6g/L下降为2.6g/L,而菌体密度则由15．2gDCW/L提高到30．2gDCW/L。     

RP—HPLC法测定工程菌发酵液中的乙酸含量

采用了ＲＰ—ＨＰＬＣ法,选用简便的样品预处理方法,测定了温度诱导型ｒｈＩＬ—２工程菌发酵液中的乙酸量,得到了较好的分离结果。并测出ｒｈＩＬ—２在培养过程中确有代谢副产物乙酸的积累,在升温诱导后乙酸量急剧增加．     

生长速度对β干扰素工程菌稳定性和产物表达的影响研究

为了研究发酵培养阶段生长速度对重组人干扰素β(hIFN-β)工程菌稳定性、菌体密度和干扰素表达的影响,采用日本LE．Marubishi MSJ-50L发酵罐,在发酵过程中于诱导后通过控制不同的补料速度,检测低和高生长速度及发酵结束后菌体密度、稳定性和重组人干扰素β的表达量。诱导后维持低生长速度,发酵结束后平均密度A600值为7．52,表达量达20．7％,质粒稳定率好,达到91％,粗制干扰素收获2．37克;维持高生长速度,发酵结束后平均密度A600值达20．57,而表达量降为4．13％,质粒稳定率降为27％,粗制干扰素收获仅为0．59克。诱导后生长速度对工程菌稳定性和产物表达有明显影响。     

基因工程菌培养过程中乙酸的积累及其对工程菌生长和产物表达的影响

在rIL-2工程菌K802(pLY-4)高密度培养中发现培养液中有大量代谢副产物乙酸积累,乙酸的存在对工程菌的生长和产物的表达均有明显的抑制作用,这种抑制作用是制约工程菌高密度培养的重要因素,为了减小这种抑制作用,研究了培养基pH与乙酸抑制作用的关系,发现适当提高培养基pH值,能有效地减小乙酸的抑制作用;高密度培养时,提高培养基的pH后,虽然仍有大量乙酸积累,但产物的表达水平和菌密度都有一定的提高     

乙酸积累对基因工程菌培养的影响及与培养基pH的关系

在rIL-2工程菌K_(802)(pLY—4)高密度培养中,发现培养液中有大量代谢副产物乙酸积累,乙酸的存在对工程菌的生长和产物的表达均有明显的抑制作用,这种抑制作用是制约工程菌高密度培养的重要因素。为了减小这种抑制作用,初步研究了培养基pH与乙酸抑制作用的关系,发现适当提高培养基pH值,能减小乙酸的抑制作用;高密度培养时,提高培养基的pH后,虽然仍有大量乙酸积累,但产物的表达水平和菌密度都有提高。     

rIL-2工程菌诱导阶段细胞再循环培养的研究

为了减少rIL-2工程菌高密度培养时乙酸的积累,在诱导阶段对该工程菌进行细胞再循环培养的研究,比较了细胞再循环补料液、pH、细胞循环培养时间段对工程菌的生长及rIL-2表达的影响。结果表明在菌密度D_(600)为50时,细胞再循环补料液中酵母抽提物与胰蛋白胨浓度为发酵培养基的5倍就能满足rIL-2表达的需求,同时选择诱导后4～6h之间的细胞再循环培养能有效地防止乙酸的过高积累并减少营养物质的损失,有利于rIL-2的表达。根据以上研究结果得到了rIL-2工程菌诱导阶段细胞再循环培养方法,使得在诱导前菌密度D_(600)为50左右时rIL-2的表达水平约为40％。     

新型高密度发酵基因工程菌G830

运用PCR方法,从磷酸乙酰转移酶（Pta）－乙酸激酶（Ack)代谢途径缺失菌株E.coliPA1染色体上,扩增出天氨酸激酶－1-高丝氨酸脱氢酶－I（thrA）和高丝氨酸激酶（thrB）基因部分序列,构建了整合型重组质粒pVHb-Kan;应用染色体－质粒同源重组的方法,将透明颤菌血红蛋白（Vitreoscila haemoglobin,VHb)基因整合到大杆菌PA1染色体上的thr操纵子,构建了新型整合工程菌G830。在高密度发酵条件下,G830的细胞呼吸强度、能量代谢、最高菌密度和细胞干重,均明显优于对照菌株PA1和BL21;重组蛋白脯氨酰内肽酶在G830和PA1中获得稳定高表达;重组菌生长状况及发酵指标均与空宿主菌基本一致且表达质粒能维持较好的稳定性。整合型vhb的表达及乙酸代谢途径（Pta-Ack）的缺陷,改善了宿主在贫氧条件下的生长,且促进了重组蛋白的表达。该工程菌具有良好的氧耐受力,且乙酸积累得到大幅度降低,可作为适于高密度发酵的基因工程菌。     

鲤鱼生长激素基因工程菌的发酵研究

对表达鲤鱼生长激素的大肠杆菌工程菌的发酵条件进行了详细的研究,探讨了发酵条件对工程菌外源蛋白表达量的影响,优化了影响工程菌发酵的各种条件,形成了一套工程菌小量发酵表达外源蛋白的工艺,为工程菌的大量生产奠定了基础     

重组人粒细胞集落刺激因子发酵工艺研究

通过对大肠杆菌（E.coli）表达重组人粒细胞集落刺激因子（rhG-CSF）工程菌DH5a的发酵工艺的研究,对影响工程菌生长和目标蛋白表达条件如：发酵培养基配方,pH值,诱导时间,分批补加营养物质等进行了优化。结果表明,采用优化的条件发酵后,工程菌得率达30g/L以上;目标蛋白表达量为30%以上。     

L-色氨酸发酵过程偶联膜分离提取工艺研究

目的:将发酵过程与膜分离提取过程相偶联,解决现有产酸周期短、乙酸积累较为严重等问题,以提高目的产物的产量,降低代谢抑制物质的积累量。方法:将发酵罐与陶瓷膜分离装置相偶联,在发酵时长21 h、乙酸积累量达到5 g/L时开始膜过滤浓缩菌液,结束后补加透析培养基继续发酵。结果:采用膜偶联发酵技术,与传统发酵工艺相比,菌体生物量提高3.4%,谷氨酸积累量下降54.34%,乙酸积累量下降55.36%。整个发酵过程产酸周期延长了12 h,发酵过程中糖酸转化率提高6.9%。结论:采用膜偶联发酵技术发酵生产色氨酸,可以显著提高色氨酸产量,降低代谢副产物的积累量,延长产酸周期,提高糖酸转化率。     

重组人白细胞介素-11工程菌的发酵条件研究

为了探讨发酵条件对大肠杆菌表达人白细胞介素-11融合蛋白的影响,利用正交实验设计,对工程菌的生长条件和人白细胞介素-11融合蛋白表达进行优化。在摇瓶中研究了培养基中的葡萄糖、蛋白胨、酵母抽提物的浓度、pH及摇床转速、装液量、接种量等。确定了工程菌生长及表达的培养基和培养条件:葡萄糖10g/L,蛋白胨20g/L,酵母抽提物10g/L,pH7.5,接种量10%,装液量10%,摇床转速220r/min及诱导时间为4~5h。然后在BiofloⅢ-5L发酵罐中以优化的发酵条件进行了3批实验,结果表明:工程菌量达到55g/L(DCW),重组人白细胞介素-11融合蛋白表达量为33%左右,为进行中试研究奠定了理论基础。     

r-IL2工程菌透析培养研究

为了去除乙酸对rIL-2工程菌生长及基因表达的抑制作用,用医用人工肾作为透析器建立了一套透析培养装置,通过该装置对rIL-2工程菌进行了透析培养的研究,结果表明透析液、pH、透析培养的持续时间段对工程菌的生长及rIL-2的表达有较大影响。通过选择高浓度的无机盐透析液及诱导后期的透析培养方法使菌密度在50 A_(600nm)时rIL-2表达水平仍大于40％。     

发酵过程中溶氧的影响及调控

存在许多因素可以影响整个发酵过程的进行。培养基中的溶氧浓度(DO)作为其中一个最基本的因素,它能显著影响微生物的生长和产物的形成。在发酵过程中必须根据不同阶段供给适量的无菌空气用以保障工程菌的代谢特点保证工程菌繁殖和代谢产物的合成。发酵过程中氧的传质速率受发酵液的理化性质、操作参数及反应器的结构三方面影响。     

代谢副产物乙酸对L-色氨酸发酵的影响

分析了重组大肠杆菌(E.coli TRTH/pSV-709)发酵生产L-色氨酸的发酵过程,检测结果表明发酵液中有大量代谢副产物乙酸的积累。利用外源添加试验研究了乙酸对L-色氨酸发酵的影响,结果表明乙酸浓度高于2g/L时对L-色氨酸生产菌的生长和产酸均有抑制作用。分析了乙酸的产生机制,并采取了调节溶氧水平、确定合适初始葡萄糖浓度、限制葡萄糖流加及控制菌体比生长速率等措施来减少乙酸的生成。在优化条件下,乙酸含量与原工艺相比降低了51.35%,菌体生物量和L-色氨酸产量分别提高了51.07%和46.54%,实现了高密度发酵培养的目的。     

大肠杆菌BL21(DE3)磷酸转乙酰基酶缺陷变株的发酵研究

研究了E.coliBL21(DE3)及其磷酸转乙酰基酶(PTA)缺陷变株FR55发酵过程中菌体生长和有机酸产生情况,并以肿瘤坏死因子(TNF)为外源蛋白表达的模型考察了pta基因缺陷对外源蛋白表达的影响。在摇瓶培养条件下,pta变株TNF的表达水平比亲株提高了23%。在5L发酵罐中进行了补料分批培养试验,在不限制比生长速率的条件下pta变株能够以较长时间和较高比生长速率保持对数生长,最终达到32.5g(DCW)/L的菌密度,TNF的总表达量达2.8g/L;而在相同条件下,以BL21(DE3)为受体菌的对照组最高菌密度为19.5g(DCW)/L,TNF总表达量只有0.84g/L。表明pta变株对于提高工程菌外源蛋白的表达和实现高密度培养具有一定应用价值。分析了补料分批培养过程中发酵液有机酸组成和含量的动态变化情况,发现pta变株乙酸累积水平明显降低(为亲株乙酸累积水平的42%)的同时,其他几种有机酸(丙酮酸、乳酸、琥珀酸)的累积有显著增加的趋势,使发酵液中总有机酸浓度增加了123%,其中乳酸的累积是影响菌体进一步生长的主要因素。     

基因工程菌的发酵研究

本文对大肠杆菌表达的ｒｈＧＭ－ＣＳＦ工程菌的发酵条件进行了详细的研究,探讨了发酵条件对工程菌表达外源蛋白量的影响,优化了影响发酵的各种条件,形成了一套工程菌发酵表达外源蛋白的工艺,并从工业化角度对工程菌的高密度高表达间的关系进行了探讨。     

基因工程菌的发酵研究

本文对大肠杆菌表达的rhGM - CSF 工程菌的发酵条件进行了详细的研究, 探讨了发酵条件对工程菌表达外源蛋白量的影响, 优化了影响发酵的各种条件, 形成了一套工程菌发酵表达外源蛋白的工艺, 并从工业化角度对工程菌的高密度高表达间的关系进行了探讨。