发酵温度对重组工程菌生长密度和干扰素表达的影响

目的 观察发酵温度对重组人干扰素α2a。（IFNα2a）工程菌PBV888/DH5α。生长密度和表达的影响。方法 采用NBS－40L发酵罐，在发酵过程中调整培养温度，检测工程菌的生长密度和IFN表达量。结果 经35℃培养至对数期，降温至30℃继续培养2－3h后升温至42℃进行诱导培养，连续实验3批次，平均生长密度A值为35．0，菌体湿重47g/L，IFN表达量为28×106IU/ml。结论 确立了工程菌生长和IFN表达的最适培养温度。     

重组人骨形态发生蛋白-7工程菌的高密度发酵

目的建立重组人骨形态发生蛋白-7(rhBMP-7)工程菌的高密度发酵工艺。方法采用摇瓶及发酵罐培养工程菌BL21/pBV221-rhBMP-7,观察不同培养基、乙酸浓度、pH值、诱导时间等对工程菌菌体生长及目的蛋白表达的影响。在优化的发酵条件下培养工程菌,当菌体A600值达100时,42℃升温诱导,并对表达产物进行纯化。结果发酵培养基与LB培养基培养的工程菌目的蛋白的表达量无明显差异;乙酸可明显抑制菌体生长及目的蛋白表达;最适于菌体生长和目的蛋白表达的pH值分别为6.8和7.6;最佳诱导时间为3h。以优化的发酵条件培养的工程菌诱导3h后,目的蛋白的表达量可达菌体总蛋白的34.9%,最终菌体A600值可达139.5;经纯化的目的蛋白纯度可达95%以上。结论已初步建立了rhBMP-7工程菌的高密度发酵工艺。     

含抗菌肽CC31毕赤酵母工程菌培养基及其培养条件的优化

目的筛选毕赤酵母工程菌培养基的主要组分,优化工程菌培养条件。方法采用毕赤酵母工程菌CC31发酵培养抗菌肽CC31,选取基础盐培养基(basic salt medium,BSM)为初始培养基,利用单因素试验、正交试验设计对培养基的碳源、氮源、酵母营养物进行筛选;选取最适培养基对菌种接种量、培养基初始pH值、培养温度进行培养条件优化。结果经鉴定,抗菌肽CC31相对分子质量为13 620;初始BSM培养基添加组分中碳源为3%甘油和3%葡萄糖,酵母营养物为1%酵母浸出物,氮源为1. 5%硫酸铵;在10%接种量、培养基初始pH值为6,培养温度为30℃的培养条件下,获得的抗菌肽CC31蛋白浓度可达82 mg/L。结论优化了毕赤酵母工程菌培养基组分及培养条件,获得高表达量的重组蛋白,为工业化高密度发酵提供了实验依据。     

培养基因工程菌表达未酰化胸腺素α1的研究

通过摇瓶培养对含有Thymosin α1基因的重组pET32a质粒的工程菌BL21的生长和融合蛋白表达进行了研究.选择LB和TH培养基,考察了培养温度、摇瓶中培养基盛装量、葡萄糖添加量、诱导剂IPTG浓度、诱导时间等因素对工程菌生长和融合蛋白表达的影响.确定最适生长温度为35～37℃、最佳蛋白表达温度为30℃,对数生长中期诱导,诱导剂浓度为0.4～0.5 mmol·L-1,诱导时间为4～6 h.其融合蛋白表达量占菌体蛋白总量的26.83%.     

α2b—基因工程干扰素发酵培养基的优化

以LB和M9培养基为基本成分，运用均匀设计方法对α2b—基因工程干扰素发酵培养基的组成和配比进行了优化。所得适宜工程菌PBV321／BMH—71—18生长和rIFN—α2b表达的发酵培养基，经摇床培养，rIFN－α2b表达水平为5．0×105IU／ml培养液，分别是LB和LB＋M9培养基表达量的6倍和3倍。     

重组Echistatin融合基因工程菌高密度发酵工艺优化

目的优化大肠杆菌表达重组蛇毒锯鳞蝰素(Echistatin,Ecs)融合基因工程菌的发酵工艺。方法在15L发酵罐内,研究培养基、培养条件和诱导时间对工程菌生长和目的蛋白表达的影响,并考察工程菌中重组质粒的遗传稳定性。结果工程菌在pH7·4的2×YT培养基中诱导4h,菌体湿重可达75g/L,目的蛋白表达量约占总蛋白的35%,所构建的重组质粒在BL21宿主菌中传代稳定。结论优化了Ecs融合基因工程菌的发酵和表达条件,为规模化生产奠定了基础。     

表达IFNα2b-HSA融合蛋白的CHO细胞培养基优化及发酵放大

毕赤酵母表达的干扰素与白蛋白融合蛋白虽然避开了干扰素单体半衰期短的缺陷,但毕赤酵母对药物的糖基化修饰与人体的糖基化修饰差异性导致了药物的毒副作用。目前药物在CHO系统的表达得到了广泛应用。本研究室首次构建了能表达干扰素α2b和人血清白蛋白融合蛋白（IFNα2b-HSA）的CHO细胞株。在此基础上,本研究通过对12种国产商业化基础无血清培养基和5种流加培养基进行优化筛选,获得最适培养方案：基础培养基选择最适于生长的5号培养基（M2：M4=1：1）,流加培养基选择最有适于表达的F4培养基。在此基础上,进行5L生物反应器的发酵放大,pH为6.9～7.4,DO为40%～60%,细胞密度达到7.0×10⁶cells/mL时,温度由37℃降温至34℃,细胞活率降至80%时停止发酵,最终融合蛋白表达量达到137mg/L。初步实现了IFNα2b-HSA融合蛋白在CHO细胞中的高密度发酵。     

纤溶酶原饼环区5蛋白重组大肠杆菌高效表达体系的建立

目的　建立纤溶酶原饼环区 5 (Humanplasminogenkringle 5 ,hPK 5 )蛋白重组大肠杆菌高效表达体系 ,为高密度发酵创造条件。方法　观察一级、二级种子的生长状态 ,比较表达hPK 5蛋白的 4种重组工程菌株在相同条件下的表达情况 ,选出首选发酵种子 ;对其培养时间、诱导时间、培养基种类、pH等条件进行优化 ;并用凝胶成像分析系统对SDS PAGE结果进行分析。结果　经过筛选 ,JM10 9 pBV2 2 0 hPK 5 (简称JP5 )是获取hPK 5蛋白的首选工程菌株 ,其最佳表达条件是LB培养基 (pH 7.4、溶解氧充足 )、30℃培养 3h、4 2℃诱导 6h。在此条件下 ,JP5表达目的蛋白占菌体总蛋白的 38%左右。结论　为高密度发酵获取hPK 5蛋白奠定了实验基础     

表达重组谷氨酸脱羧酶工程菌发酵条件的优化

目的对表达谷氨酸脱羧酶(Glutamate decarboxylase,EC4.1.1.15,简称GAD或GDC)的重组大肠杆菌的发酵条件进行优化。方法通过单因素试验优化表达GAD的重组大肠杆菌B3C1的诱导剂IPTG添加时间、IPTG浓度、诱导时间、诱导温度,再经响应面分析法优化工程菌的发酵条件(氯化钠、胰化蛋白胨、酵母粉、摇床转速、初始pH值、培养时间、接种量、装液量)。结果工程菌的最佳诱导条件为:IPTG添加时间为工程菌接种后4 h,IPTG浓度为0.8 mmol/L,诱导时间为4 h,诱导温度为35℃;工程菌的最佳发酵条件为:酵母粉1.01%,氯化钠0.6%,胰化蛋白胨1.5%,培养时间11.25 h,摇床转速250 r/min,初始pH值6.5,接种量3.0%,装液量11.70 ml。工程菌在该条件下发酵培养,GAD酶活达1 227.33 U,比优化前提高了12.29%。结论已成功对表达GAD的重组大肠杆菌的发酵条件进行了优化,为其工业化生产奠定了基础。     

表达乙型肝炎表面抗原重组酿酒酵母工程菌发酵培养基配方的优化

目的优化重组酿酒酵母工程菌发酵培养基的配方,提高其表达HBsAg的水平。方法采用正交试验法对培养基配方进行优化,并对最佳培养基配方进行验证。结果最佳培养基配方为:在每50ml基础培养基中添加50%的甘油0.9ml和50%的蔗糖0.4ml,维持pH值为5.0。与基础培养基相比,以此培养基培养的工程菌表达HBsAg的水平平均可提高26%。结论在发酵过程中适当补充甘油和蔗糖,可以提高重组酿酒酵母工程菌表达HBsAg的水平。     

枯草芽孢杆菌产中性蛋白酶发酵条件的优化

选用玉米粉、豆饼粉、KH_2PO_4及Na_2HPO_4为基础配方,通过单因素实验对枯草芽孢杆菌发酵产中性蛋白酶的发酵培养基、培养条件、发酵条件进行优化。确定了优化的发酵培养基为:20g·L~(-1)甘油,30g·L~(-1)豆饼粉,2mmol·L~(-1)氯化钙,0.3g·L~(-1 )KH_2PO_4,4g·L~(-1 )Na_2HPO_4;优化的培养条件为:培养温度30℃,接种量5%。调控发酵培养基pH值7.0控制发酵,发酵24h酶活达到7 344U·mL~(-1)。进行流加甘油实验,培养温度30℃,发酵过程控制pH值7.0,调整转速和通风量控制溶氧30%～35%,接种量5%,经过30h发酵,酶活达到10 654U·mL~(-1),较未补料提高了45%。     

密码替换后人促红素基因在大肠杆菌中的高效表达及工程菌的发酵

目的　研究人工合成的hEPO基因在大肠杆菌中高效表达及工程菌高密度发酵条件。方法　将hEPO基因中大部分大肠杆菌稀有密码子替换成使用频率较高的密码子 ,人工合成hEPO全基因 ,然后将其插入表达载体PBV2 2 0中 ,转化大肠杆菌DH5α ,挑选构建正确的PBV2 2 0 hEPO DH5α菌落 ,经升温诱导 ,SDS- PAGE和Westernblot鉴定表达产物 ;观察改变培养基、培养时间、pH及溶氧量等条件对表达产物的影响。结果　经酶切分析 ,DNA测序鉴定 ,人工合成的hEPO基因已正确构建到表达载体中。通过高密度发酵培养 ,最终菌体密度达A6 0 0 =30 (相当于菌体 35g L) ,hEPO表达量达 30 %左右。结论　人工合成的hEPO基因在大肠杆菌中得到高效表达 ,并确定了该工程菌高密度发酵的适宜条件。     

酿酒酵母工程菌发酵产青蒿酸的工艺优化

通过酿酒酵母工程菌(Saccharomyces cerevisiae 1211)发酵制备青蒿酸,并通过单因素实验和响应面优化,考察了发酵温度、pH、半乳糖质量浓度、发酵碳源及发酵氮源等对青蒿酸发酵产量的影响。结果表明:在发酵温度30℃,发酵培养基初始pH=5.5,发酵培养基中蔗糖质量浓度91.8 g/L,半乳糖质量浓度10.1 g/L,硫酸铵质量浓度10.3 g/L,磷酸二氢钾质量浓度8.7 g/L的条件下,青蒿酸发酵产量可达(1529.7±12.6)mg/L,与未优化时的发酵产量相比,提升了67.1%。     

重组戊型肝炎疫苗抗原工程菌发酵工艺的优化

目的优化重组戊型肝炎疫苗抗原工程菌的发酵工艺,为其规模化生产奠定基础。方法以目的蛋白的表达量及菌体浓度作为综合评价指标,对重组戊型肝炎疫苗抗原工程菌的摇瓶发酵温度、初始pH值、溶解氧、IPTG浓度及诱导时间进行优化;以摇瓶发酵结果为基础,进一步对发酵罐培养工艺中诱导时机、诱导时间及补料培养基配方进行优化;以确定的罐发酵工艺条件连续发酵5批,验证该发酵工艺。结果最适摇瓶发酵工艺条件为:发酵温度为37℃,初始pH值为7.0,高溶氧,IPTG诱导浓度为0.05 mmol/L,诱导时间为4 h;最适罐发酵工艺条件为:菌体A600值约为40时开始诱导,诱导时间为4 h,补料培养基配方为葡萄糖25%,MgSO4.7H2O 0.5%。按照确定的工艺连续发酵5批,最终菌体A600均达50.0以上,目的蛋白的表达量均高于15%。结论优化的重组戊型肝炎疫苗抗原工程菌的发酵工艺稳定性良好,已达到中试生产规模的要求。     

重组质粒DNA D-GPEi工程菌发酵工艺的优化

目的优化重组质粒D-GPEi工程菌发酵工艺条件。方法控制相关发酵参数,观察溶解氧浓度、比生长速率和培养时间对工程菌生长和质粒浓度的影响。结果发酵培养对数生长期溶解氧浓度控制在30%~50%。补料前比生长速率为0.5~0.7/h,6 h开始补料,比生长速率下降,12 h后比生长速率为0.1~0.2/h。连续发酵3批工程菌,21 h后收集菌体,得到菌体平均产量为89.4 g/L(A=52.6),质粒平均产量为359.8 mg/L。3批工程菌浓度和质粒拷贝数差异无显著意义。结论此发酵工艺得到工程菌浓度和质粒拷贝数较高,重复性好,适用于大规模工业化生产。     

人α_1型干扰素工程菌表达质粒拷贝数的研究

本文采用荧光测试技术对人a_1型干扰素工程菌在高密度发酵条件下表达质粒拷贝数进行了测定,并对其表达量和菌体生长进行了研究,结果表明在高密度发酵条件下工程菌的表达质粒拷贝数十分稳定,约为每细胞100拷贝左右,为摇瓶发酵的1.6倍。本文还研究了发酵过程中菌体密度和表达量的关系。     

pRL-hTNF/JM103工程菌发酵和rhTNFα表达的研究

为便于下游中试规模生产,采用温度敏感型启动子PRPL构建rhTNFα工程菌,并对影响工程菌发酵培养和表达的因素进行了初步研究。结果显示,采用RTB培养基,50℃热水快速升温,诱导培养4～4．5h,湿菌体收获率和表达量均达到较高水平;50L发酵罐连续发酵3批,14000r／min连续离心,菌体收获率湿重达16．gg／L培养物,rhTNFα表达量占菌体总蛋白的10.5％,活性达1．35×107U／mg蛋白。.     

表达重组人可溶性TRAIL的毕氏酵母发酵工艺

目的优化rhsTRAIL毕氏酵母工程菌在5L发酵罐中的发酵表达工艺参数。方法研究培养基种类、细胞密度、甘油含量、pH值、甲醇浓度、甲醇流加速率及诱导时间等参数对工程菌生长及目的蛋白表达的影响,并用电镜观察其诱导肿瘤细胞凋亡特征。结果在无机盐培养基中,按10%接种A600=8～12的种菌后,24h酵母菌增殖至A600=76;甘油含量为1%时,菌体生长速度快(A600=160);培养基pH值5.0,甲醇终浓度为1%时,诱导96h表达量最高达到120mg/L,并具有诱导肿瘤细胞凋亡特征。结论rhsTRAIL毕氏酵母的发酵工艺参数为无机盐培养基,pH值5.0,接种10%A600=8～12的种菌,甘油含量1%,甲醇终浓度1%,诱导96h。     

大肠杆菌耐热元器件的构建及其应用

以提高大肠杆菌耐热性为目的,基于腾冲嗜热菌(Thermoanaerobacter tengcongensis MB4)热激蛋白基因T.te-HSP20构建了诱导型耐热元器件T7-T.te-HSP20和组成型耐热元器件gapA-T.te-HSP20,转入大肠杆菌(Escherichia coli)获得工程菌E.coli-TH和E.coli-GH。工程菌E.coli-TH在30℃和IPTG诱导下,目标蛋白呈可溶性表达,经50℃热激30 min后,存活率提高了3.2倍。高温发酵表明gapA-T.te-HSP20扩宽了工程菌E.coli-GH的最适生长温度的范围(37~43℃),较大程度提高了大肠杆菌的耐热性。抗逆性分析还发现工程菌E.coli-GH具备了耐热与耐丁醇的双重功能,并有一定的抗乙酸和乙醇能力。为工业梯度升温发酵生产生物基产品的高效制造、节省成本提供了新思路。     

重组HIV-1 DNA疫苗工程菌中试发酵工艺的优化

目的优化重组HIV-1DNA疫苗工程菌的中试发酵工艺。方法优化质粒转化条件,制备工程菌Jm109/pVAX1-MEGp24种子液,连续传30代,检测其遗传稳定性;优化培养基成分、补料基质、补料方式和培养时间,确定最佳发酵参数;并应用最佳发酵参数,于50L发酵罐进行3批中试规模的发酵,考察在发酵培养过程中质粒的稳定性和超螺旋质粒的比例。结果工程菌在连续传代30次后,质粒拷贝数基本保持稳定;最佳发酵参数为:采用以甘油为碳源的培养基,以梯度恒速流加方式补料,培养时间13h;通过3批稳定发酵,最终可获得湿菌67.0～68.6g/L,质粒含量可达1.62～1.73mg/g菌,超螺旋质粒的比例达93%以上。结论已建立了稳定的重组HIV-1DNA疫苗工程菌中试发酵工艺,为进一步规模化生产奠定了基础。