酶解大豆蛋白的制备工艺研究及其在细胞培养中的应用研究

采用两种非动物源性蛋白酶水解大豆蛋白,以水解度为指标,对不同比例4种酶两两组合测试其水解度,选出水解最佳用酶;在单因素试验基础上,采用正交试验对酶解大豆蛋白的工艺条件进行优化,并将产物进行动物细胞的生长进行检测。结果表明:复合蛋白酶与碱性蛋白酶以等比例进行混合,其水解效果最佳;水解最佳工艺为:温度60℃、p H值7. 0和酶/底物(E/S)=1∶4(质量比),水解时间为4 h,其水解度为43. 7%。将酶解产物培养BHK-21细胞,并与Hypep1510进行对比,细胞生长状态良好,其细胞密度在120 h时最大,为3. 96×10~5cells/mL,与Hypep1510相比,最大细胞密度并无明显差异,其倍增时间为26. 2 h,高于阴性对照组与阳性对照组,且细胞形态基本未发生改变,表明酶解大豆蛋白所的产物能够缩短细胞倍增的时间,且具有一定的促细胞生长作用,为其在动物细胞大规模培养中的应用提供了理论依据。     

超高压酶解酪蛋白及其产物在动物细胞培养中的应用

以牦牛酪蛋白为底物,游离氨基酸含量为指标,在超高压条件下分别采用胰蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶和胰酶六种不同的酶水解酪蛋白并筛选出最佳用酶,并在单因素实验的基础上采用正交实验确定最佳用酶水解酪蛋白的最佳工艺条件。最后探讨水解产物在细胞培养中的应用。结果表明,胰酶水解效果最好,用其在底物浓度15%,E/S=1∶5、水解压力150 MPa,温度为45℃,pH 7.5条件下水解4h后水解产物中游离氨基酸含量高达52.18%。酶解产物对BHK-21细胞没有细胞毒性,而具有促生长作用。这为酪蛋白的进一步开发利用和蛋白质水解产物在细胞培养中的应用奠定基础。     

水解乳蛋白的制备及在细胞培养中的初步应用

采用正交法优化复合酶(胰酶和中性蛋白酶)水解凝乳酶干酪素制备水解乳蛋白(lacto-protein hydrolysate,LPH)的制备工艺,通过BHK和Vero细胞的培养效果检测水解乳蛋白的促细胞生长作用。结果显示水解乳蛋白的最佳制备工艺为:胰酶∶中性蛋白酶=2∶1(质量比),40℃,pH 7.0,酶/底物(E/S)=1∶5(质量比)水解6 h。所得产物氨基氮含量3.21 g/L,多肽含量35.63 g/L,游离氨基酸含量14.17 mg/mL,收率达40.20%。BHK和Vero细胞培养24 h,细胞密度均为各自空白的2.0倍,分别为Hyclone产品的1.0倍和0.86倍;培养48h,分别为各自空白的5.0倍和4.0倍,均为Hyclone产品的0.88倍。因此,该工艺简单,耗时短,制备得水解乳蛋白对BHK和Vero细胞生长有明显的促进作用。     

白蜡虫卵蛋白酶解工艺的研究

本项目对白蜡虫(Ericerus pela)卵蛋白的酶解工艺进行了研究。通过正交试验确定木瓜蛋白酶为适宜的水解用酶,最佳用量为1.5%;酶解条件为酶解温度50℃,酶解pH值9.0,酶解时间24 h,原料与水比例为1∶20;试验结果还表明原料在酶解前经过预处理,蛋白水解率可提高20.7%,预处理条件为原料在20倍的1 mol/L盐酸溶液中,80℃恒温加热30 min;在确定的最佳条件下对白蜡虫卵进行预处理和酶解,蛋白水解率可达58.4%。     

Mixture与响应面法结合开发BHK-21细胞无血清悬浮培养基

采用Mixture与响应面实验设计相结合的方法开发BHK-21细胞无血清悬浮培养基。在实验室已知配方的6种培养基A-F的基础上,通过Mixture实验筛选出BHK-21细胞无血清培养基的最优组合为A∶B∶C∶D∶E∶F=0∶0∶11∶0∶9∶0。利用响应面法针对培养基中的几种关键组分进行浓度优化,确定谷氨酰胺、酪氨酸、牛血清白蛋白和钙离子的最优浓度分别为3 mmol/L、2.5 g/L、0 g/L和0 mmol/L。该无血清悬浮培养基能很好地支持BHK细胞悬浮生长,培养时细胞最大活细胞密度可达140.21×105个/m L,比商业培养基提高了1.95倍。采用Mixture试验设计和响应面分析法能够在较短的时间内开发出适合BHK-21细胞生长的无血清悬浮培养基,为采用BHK-21细胞大规模工业化生产口蹄疫疫苗奠定了基础。     

几种蛋白酶对文蛤肉的酶解工艺条件研究

以文蛤为原料,水解度为指标,从胰蛋白酶,木瓜蛋白酶,胃蛋白酶和风味蛋白酶中选出水解效果较好的胰蛋白酶和木瓜蛋白酶.并通过实验确定了胰蛋白酶,木瓜蛋白酶单酶水解及两者组合复合酶解文蛤肉的最佳工艺.结果表明:复合水解效果最佳.最佳工艺:先添加胰酶6000 u/g(原料),水解温度50℃,固液比1:3(V/W),pH 8.0,在此条件下水解6 h;然后改变条件,温度55℃,pH 5.5,底物浓度1:3(V/W),添加木瓜蛋白酶2000 u/g(原料),在此条件下水解2 h.通过实验验证,胰蛋白酶和木瓜蛋白酶组合在该条件下对文蛤肉蛋白具有较好的水解效果,其水解度为28.15%.     

双酶法制备螺旋藻多肽的工艺研究

选用碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶结合的双酶法对螺旋藻蛋白进行水解。其中,对木瓜蛋白酶水解螺旋藻蛋白的工艺进行优化。以水解度为指标,研究了酶解时间、酶与底物比、pH和酶解温度4种因素对酶解反应的影响。在此基础上设计了3因素(加酶量、酶解温度和pH)3水平的响应面试验。结果表明碱性蛋白酶水解螺旋藻蛋白的最佳酶解条件为:加酶量4300 U/g,pH 7.0,酶解温度55℃,酶解时间160 min;木瓜蛋白酶的最佳酶解条件为:酶底比为4.5%,酶解温度60℃,pH 6.5,酶解时间210 min。利用碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶结合的双酶法制得的多肽水解度可达32.90%,与单酶法相比,水解度明显提高。     

响应面法优化蚕豆蛋白酶解工艺条件的研究

考察了碱性蛋白酶、胰蛋白酶和中性蛋白酶对蚕豆蛋白的酶解效果,探讨了水解度（DH）与酶解产物抗氧化活性间的关系。通过单因素试验和响应面分析法,得到碱性蛋白酶酶解工艺的最佳条件。结果表明,温度50℃、pH8.0、酶底比8%、底物浓度3%条件下酶解3h,水解度0~22%内,碱性蛋白酶较胰蛋白酶和中性蛋白酶水解蚕豆蛋白效果好;DH与还原能力（R2=0.68~0.81）及ABTS清除能力（R2=0.98~0.99）具有较好的相关性,碱性蛋白酶酶解液较其他2个酶解液有较好的还原能力和ABTS清除能力;优化后的最佳酶解工艺参数为：酶底比8%,温度50℃、pH 7.6,对蚕豆蛋白还原能力的影响顺序为酶底比＞pH＞温度;在此条件下,蚕豆蛋白酶解液的还原能力理论值为0.174,验证试验测得还原能力为0.173,与理论值接近。     

HeLa细胞和BHK细胞实验交叉污染消涨规律的探讨

本文用抗中间丝蛋白的免疫荧光染色和细胞在不同条件下的生长曲线测定,对HeLa细胞和BHK-21细胞实验交叉污染系统中两种细胞的消涨规律进行了初步探讨。结果表明:当BHK-21细胞实验污染HeLa细胞后,其消涨趋势总是BHK-21细胞不断被HeLa细胞所淘汰。其主要原因是HeLa细胞的生长速率明显比BHK-21细胞高,其次是HeLa细胞可能能分泌某种抑制BHK-21细胞生长的因子,而两种细胞的营养竞争可能对BHK-21细胞的被淘汰不是主要原因。     

可溶性肿瘤坏死因子受体II-脂联素球部融合蛋白的真核表达及生物学活性检测

本研究设计和构建了一种人肿瘤坏死因子受体II胞外区与人脂联素球部的融合基因sTNFRII-gAD,且相应的融合蛋白在哺乳动物细胞BHK-21S的无血清培养体系中实现了表达,并对该融合蛋白进行了初步鉴定。首先,用RT-PCR方法从人的外周血淋巴细胞总RNA中扩增人肿瘤坏死因子II型受体胞外区基因片段,与脂联素球部基因片段融合,克隆至pAAV2neo表达载体中,构建成pAAV2neo-sTNFRII-gAD。随后,用pAAV2neo-sTNFRII-gAD转染BHK-21S细胞获得G418抗性细胞BHK-21S/pAAV2neo-sTNFRII-gAD;然后,将原来含有血清的培养液换成无血清的化学成分限定的培养液,细胞从贴壁培养方式转换成悬浮培养方式;最后,收集BHK-21S/pAAV2neo-sTNFRII-gAD无血清悬浮培养24h后的培养上清,进行sTNFRII-gAD融合蛋白的鉴定分析。酶切鉴定和测序结果显示,所构建的pAAV2neo-sTNFRII-gAD质粒结构正确,sTNFRII-gAD序列与预期一致;分别用抗人肿瘤坏死因子受体II和抗人脂联素球部的单克隆抗体检测pAAV2neo-sTNFRII-gAD瞬时转染的BHK-21S细胞,免疫荧光呈现阳性;免疫印迹分析在pAAV2neo-sTNFRII-gAD稳定转染的BHK-21S细胞上清中检测到sTNFRII-gAD融合蛋白的表达,并以单体、三聚体和三聚体以上的多聚体形式存在。活性测定结果表明,sTNFRII-gAD融合蛋白具有显著抑制TNFα杀伤L929细胞的活性。因此,本研究为下一步大量制备sTNFRII-gAD融合蛋白用于体内外功能研究提供了良好基础。     

牦牛骨蛋白的酶解条件研究

以蛋白质水解度为评价指标,辅以固形物溶出率,比较了中性蛋白酶、菠萝蛋白酶和木瓜蛋白酶对牦牛骨蛋白的水解效果,研究了酶用量、料液比(底物浓度)、酶解时间对水解度的影响,采用正交试验对酶解条件进行了优化。结果显示,木瓜蛋白酶是牦牛骨蛋白水解的适宜催化剂。在一定条件下,样品水解度随酶用量和酶解时间的增加而增大,底物浓度过低或过高均不利于原料中蛋白质的酶解。木瓜蛋白酶水解牦牛骨蛋白最佳条件为:酶解温度60℃,酶解时间8 h,酶用量3500 U/g蛋白质,料液比1:25(g:m l)。     

米糠蛋白抗氧化活性肽的制备

以水解度(DH％)和对DPPH自由基清除率为指标,筛选出制备米糠蛋白抗氧化活性肽的最适蛋白酶.研究最适蛋白酶的酶解条件,探讨底物浓度、蛋白酶的加入量、pH值、酶解时间等因素对水解度(DH％)和DPPH自由基清除率的影响;在单因素基础上采用Box-Behnken响应曲面中心组合设计法,对酶解米糠蛋白的工艺进行优化.试验结果表明,在加酶量13970.82 U/g,时间3.05h,底物浓度4.97％的水解条件下,米糠蛋白的水解度能够达到23.67％,活性肽对DPPH自由基清除率达到64.26％.     

海马总蛋白提取及其酶解条件优化

为了提取海马总蛋白并确定最佳的酶解条件,将海马粉碎后采用水提法提取海马总蛋白。分别选用木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶和胰蛋白酶,在不同酶解p H、时间、温度和E/S条件下进行单因素和正交试验法对海马总蛋白的酶解条件进行优化。利用聚丙烯酰胺凝胶电泳和BCA法来分别检测不同条件下的酶解情况及其蛋白含量,根据蛋白水解度来确定其最佳的酶解条件。实验结果表明:从10 g干海马中提取总蛋白为1.056 g,蛋白浓度为0.106 g/m L。海马总蛋白的最佳水解酶为碱性蛋白酶,其最佳酶解条件为:p H 9,E/S为5%,温度为50℃,时间为3 h,获得海马总蛋白的最大水解度为96.9%。研究获得了海马总蛋白及其最佳酶解条件,并为海马多肽生物活性研究奠定了基础。     

胃蛋白酶和木瓜蛋白酶水解核桃蛋白工艺研究

以核桃粕为原料,以水解度为考察指标,研究胃蛋白酶和木瓜蛋白酶对核桃蛋白的水解作用.结果表明：木瓜蛋白酶为酶解核桃蛋白最佳酶,其最佳酶解条件为底物浓度4％、酶质量分数5％、酶解 pH 值为7．0、酶解温度50℃、酶解时间4 h;在该条件下,木瓜蛋白酶酶解核桃蛋白水解度可高于25．76％.     

响应曲面法制备蛹虫草子实体酶解液的研究

为了将蛹虫草开发成为便于人们食用的产品形式,本实验以不同的酶对蛹虫草进行水解得到蛹虫草酶解液.以水解度和酶解液中腺苷含量为目标,确定选用木瓜蛋白酶.以水解度为响应指标,应用响应曲面法对蛹虫草酶解条件进行优化,根据Box-Behnken中心组合实验设计原理,选取酶解温度、酶解时间、加酶量三因素三水平进行中心组合实验,响应曲面分析结果表明水解最佳条件为:酶解温度60.92℃,酶解时间11.85 h,加酶量1.02％,此条件下蛹虫草的水解度达到最大.水解度验证值61.27％与预测值60.76％接近,说明建立模型正确.     

鹿茸血制备ACE抑制肽的酶解条件优化

以天山马鹿的鹿茸血为原料,通过体外检测方法检测不同酶及酶解条件下的产物的ACE抑制肽活性及抗氧化活性。结果表明,以A lcalase碱性蛋白酶水解,底物浓度6%、加酶量40μl/g蛋白、pH 8.0、温度55℃的条件下,酶解3 h,水解度为28.0%,酶解产物的血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzym e,ACE)抑制活性可达93.55%,与抗氧化活性呈正相关关系。     

响应面法优化黄绿蜜环菌子实体蛋白酶解条件

黄绿蜜环菌（Armillaria luteo—virens Sacc）子实体中蛋白含量很高,采用酶水解黄绿蜜环菌子实体蛋白的方法是生产具有生物学功能特性的活性肽的有效途径。实验采用酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶水解黄绿蜜环菌子实体蛋白制备生物活性肽。实验中确定了酶解前处理条件,即最适宜的酶制剂为中性蛋白酶。酶解条件的优化采用中心组合响应面分析法：建立数学模型回归分析,模型评价,最后进行验证实验。结果表明：底物浓度为7．6％、加酶量为1．6％、酶解温度为52％、酶解时间为6．4h,此条件下蛋白水解度最高。     

魔芋粉酶解产物与低聚果糖对双歧杆菌的促生长作用比较研究

由枯草芽胞杆菌以摩芋粉为底物经发酵培养获得的β-甘露聚糖酶酶活力达10U／ml,用该酶液水解魔芋粉制备含有低聚糖的魔芋粉酶解产物。在无碳源的GAM基础培养基中,添加不同量的魔芋粉酶解产物对双歧杆菌具有明显的促生长作用,其促生长作用与低聚果糖相当,均以2％的浓度增殖效果最明显,与不加低聚糖的对照组相比,活菌数可以提高几倍到十几倍。     

对细胞培养用水解乳蛋白研制中的几个问题讨论

本文系统总结了细胞培养用水解乳蛋白研制工作的资料,并从生物化学角度对有关问题进行了初步讨论。1、鲜乳组成及从鲜乳中提取蛋白工艺的依据:根据细胞培养所需十二种氨基酸的基本要求,确认乳中三类蛋白质可满足细胞生长需要,考虑到工业化生产的要求,拟以调等电点方法从鲜乳中分离三类蛋白质。鲜乳的pH 为6.6±0.2,在加热脱脂后调pH 至4.5即可析出酪蛋白,分离后的上清液再调pH 至6.0可析出白蛋白,二次分离后的上清液再调pH 至7.0,则球蛋白析出。得率为酪蛋白2.5%、白蛋白0.6%、球蛋白0.1%。产品冻干、研磨待消化。采用等电点法分离乳蛋白操作简便,分离效果较好。2、乳蛋白酶解工艺的比较分析:考虑到酸、碱水解对氨基酸成份有破坏作用,故采用酶解法。由于乳蛋白中各类蛋白的酶解能力差异很大(酪>白>球),所以试用过胃蛋白酶、胰蛋白酶、A·S1.398枯草茅孢杆菌蛋白酶、栖土曲霉3.943蛋白酶和肽酶进行单酶、二酶、三酶水解的比较。酶量的加入采用优选法确立。同时又考虑到尽可能地充实水解物的氨基酸的质量和数量,又在酶解配方中少量掺入具有丰富营养的小牛血清、心肌等。水解采用测定水解液氨基氮含量作为指标(酪蛋白以AaN 量达400、白,球达300为终点),反应最适pH 控制在8.0,温度40—42℃。结果:酪蛋白经A·S1.398酶(活力4.1万单位/100毫升)水解,第六天AaN/N=41%,AaN 在第10小时起一直保持在300—400之间起伏,6天时才稳定于400水平而经A·S1.398酶、胰酶和肽酶等三酶混合水解速度更快,60小时左右即达AaN400水平,二酶次之。白蛋白的水解与酪蛋白水解的曲线基本相似。球蛋白水解最困难。3、对自制水解乳蛋白产品的化学分析:曾进行了自制品与德国产品(RoTH)、美国产品(DiFco)和英国产品(OxOid)的比较,发现氨基酸纸谱分析定性斑点数基本接近,但色泽、灰分和盐分含量均比国外差或高,如Nacl 含量ROTH 产品为2.7%,自制品为2.6—7.6%(七批抽样)平均5.29%;灰分ROTH 产品为8.3%自制品为4.86—14.67%,平均10.5%;AaN 含量ROTH 产品为6.83%,自制品为4.79%—7.26%,平均6.23%;含磷量德制品0.5%、美制品0.39%、英制品0.45%,自制品为0.75—0.9%(五批抽样),平均为0.88%。4、水解乳蛋白试产品的细胞生长试验:曾以自制品与德国产品进行比较,进行过初代猪肾细胞的培养,结果发现小试自制品和中试自制品培养的细胞生长良好,自制品大多数能生长成片,生长速度与对照(德制品)接近,一般3—5天内生长致密单层。     

表达TNFR-Fc融合蛋白的GS-CHO细胞动态流加培养过程的设计

人肿瘤坏死因子受体Ⅱ-Fc融合蛋白在治疗风湿性、类风湿性关节炎方面拥有广阔的市场前景和巨大的经济价值。本实验以表达TNFR-Fc融合蛋白的GS-CHO细胞为研究对象,结合细胞生长代谢特性和动力学参数分析,以葡萄糖为关键控制参数,通过测定培养上清的葡萄糖浓度对培养过程中的葡萄糖消耗进行及时的预测,调整流加速率,形成了以满足细胞生长代谢需要为基本原则的动态流加培养过程设计模型。在此控制模型指导下,建立了高效的流加培养过程。使最大活细胞密度和最大融合蛋白浓度分别达9.4×106cells/mL和207mg/L,较批次培养分别提高了3.4倍和3倍。本研究所采用的研究方法和控制策略为优化GS-CHO细胞培养过程和TNFR-Fc融合蛋白成功迈向产业化奠定了基础。