重组大肠杆菌分批-补料高密度发酵生产类人胶原蛋白的动力学

The kinetics of batch and fed-batch cultures of recombinant Escherichia coli producing human-like collagen was investigated. In the batch culture, a kinetic model of a simple growth-association system was concluded without consideration of cell endogeneous metabolism. The cell lag time, the maximum specific growth rate and Yx/s were determined as 1.75h, 0.65h^-1 and 0.51g·g^-1, respectively. In the fed-batch culture, different specific growth rates were set at （0.15, 0.2, 0.25h^-1） by the method of pseudo-exponential feeding, and the expressions for the specific rate of substrate consumption, the growth kinetics and the product formation kinetics of each phase were obtained. The result shows that the concentrations of cell and product can reach 77.5g·L^-1 and 10.2g·L^-1 respectively. The modal predictions are in good agreement with the experimental data.     

重组大肠杆菌HT02高密度高表达HT-1融合蛋白发酵过程优化

发酵工艺放大是将实验室成果产业化的必要一环,随着发酵规模的扩大,工艺流程也会有相应的调整,导致微生物所处的生长环境以及生长代谢状态的改变,从而影响大体积发酵罐的发酵水平。本文以一株产HT-1融合蛋白的重组大肠杆菌HT02为研究对象,在200 L发酵罐中研究了分批补料培养时菌体生长与HT-1融合蛋白表达的特性,通过采用提前诱导、增加接种量的手段,解决了因增加二级种子培养工艺而导致的200 L发酵罐中HT-1融合蛋白表达水平下降的问题,最终使菌体密度、HT-1融合蛋白表达水平、融合蛋白细胞得率以及融合蛋白体积得率分别达到55.1 g·L^-1、27.4%、0.056 g·(g cell)^-1和3.103 g·L^-1,较工艺改进前发酵水平分别提高了9.8%、23.4%、14.3%和25.2%,实现了在200 L发酵罐中高密度高表达发酵,为HT-1工业化生产提供了指导。     

大肠杆菌工程菌高密度发酵的初步研究

在5L发酵罐上以恒pH-补料发酵模式为基础,通过改变培养温度、时间以及补料浓度达到提高大肠杆菌产量的目的。实验结果表明,当恒pH值为6.5,补料类型甘油速度为35mL/h。连续补料6h,发酵12h结束,可使湿菌体量达到51.1g/L,初步达到了高密度发酵的要求。     

发酵甘油产1,3-丙二醇研究进展

综述微生物发酵甘油生产1,3-丙二醇的研究进展,内容包括生产菌种、发酵方式、优良生产菌株的选育和培养条件,并展望1,3-丙二醇发酵的前景。     

表达GLP-1融合蛋白的重组大肠杆菌分批补料培养工艺优化

人胰高血糖素样肽-1(Glucagon Like Peptide-1,GLP-1)是一种有潜在应用价值的治疗糖尿病的药物。今以一株表达GLP-1融合蛋白的重组大肠杆菌为研究对象,在分批培养条件下,通过流加甘油并在诱导前0.5h添加氮源使菌体密度、融合蛋白表达水平、融合蛋白体积得率和融合蛋白细胞得率分别提高了138.0%、29.5%、216.9%和29.6%。在此基础上,进一步考察了甘油补加策略、氮源补料方式以及补氮液浓度等过程因素对菌体生长以及GLP-1融合蛋白表达的影响,发现氮源流加过程是提高融合蛋白表达水平的关键因素。进而通过对补料过程的优化,建立了高密度高表达的分批补料培养工艺,最终使菌体密度、融合蛋白表达水平、融合蛋白体积得率和融合蛋白细胞得率分别达到51.93g·L-1、34.6%、2.937g·L-1和0.057g·g-1cell,较分批培养分别提高了314.5%、100.0%、784.6%和111.1%。研究结果对GLP-1融合蛋白的产业化开发有一定的指导意义。     

重组大肠杆菌产耐热α-L-鼠李糖苷酶高密度发酵条件的优化

为了减少乙酸的生成,提高重组大肠杆菌生产耐热α-L-鼠李糖苷酶的产量,考查了指数流加培养、两阶段指数流加培养、诱导温度、诱导pH对重组大肠杆菌发酵生产耐热α-L-鼠李糖苷酶(TstRhaA)过程中乙酸含量和酶产量的影响。确定最佳发酵工艺：诱导前比生长速率0.2 h^-1,诱导后比生长速率0.18 h-1,诱导温度33℃,p H 7.2。在最佳发酵工艺条件下,乙酸浓度始终保持在0.8 g/L以下,菌体干重(DCW)最大为69.6 g/L,最高酶活力为589.0 U/mL,是摇瓶发酵的23.4倍,实现了重组大肠杆菌高密度发酵生产TstRhaA。研究结果表明,调节大肠杆菌高密度发酵过程中乙酸含量在合适范围内,能够实现TstRhaA的高效生产,这对其他酶的高密度表达具有重要指导意义。     

高效表达干扰素α1b(IFN-α1b)工程菌的高密度发酵及干扰素纯化

目的 在构建高效表达IFN-α1b重组大肠杆菌工程菌的基础上,建立适合该工程菌的发酵和纯化工艺。方法 采用高密度培养方法(HCDC)和柱层析纯化技术。结果 发酵密度A_(600)可达70,表达量为菌体总蛋白的30％左右。经破菌、离心、离子交换和分子筛凝胶过滤得到IFN-α1b纯品,FPLC测定纯度为100％,活性为4.99×10~7 U/ml,比活为2.5×10~7 U/mg,均符合2000版《中国生物制品规程》要求。结论 已建立了适用于规模化生产的发酵纯化工艺。     

代谢控制发酵产琥珀酸研究进展

琥珀酸作为一种重要的化工原料被广泛应用于现代工业的各个领域,具有庞大的市场需求。利用生物法发酵生产琥珀酸因具有资源可再生利用、绿色清洁节能等方面不可替代的优势而成为当今研究的热点。本文从代谢调控的角度出发分析总结了一些产琥珀酸菌株,尤其是重组大肠杆菌在发酵生产琥珀酸中所应用到的方法和策略,如对代谢途径中关键酶的调控以及发酵生产中的关键因素(如氧化还原回复力调控、CO₂调节、代谢途径改造等),着重突出了代谢控制发酵生产方面的研究进展,并对今后的发展方向提出了一些设想。     

发酵粗甘油产乳酸的戊糖乳杆菌代谢进化

以生物柴油产业的副产物粗甘油为底物,可降低乳酸发酵的生产成本。但是,粗甘油发酵生产乳酸存在菌体生长缓慢、菌浓较低、产酸速率和终产物浓度偏低等问题。以实验室筛选的一株戊糖乳杆菌 (Lactobacillus pentosus R3-8)为出发菌株进行代谢进化。通过在培养基中添加高浓度的粗甘油和乳酸,分别进行菌株耐底物和产物抑制的代谢进化。用粗甘油驯化的第60代菌株,可耐受130 g·L^-1的粗甘油,与出发菌株相比,生长速率提高, 且生物量是原始菌株的1.23倍。用乳酸驯化的第50代菌株可耐受20 g·L^-1的乳酸,生物量比初始菌株提升了18%。驯化菌株的5 L发酵罐分批发酵结果显示,以粗甘油驯化至 60 代的菌株的批次发酵水平相对较好,乳酸产量、甘油转化率以及生产强度分别为 45.0 g·L^-1、0.989 g·g^-1和 0.47 g·L^-1·h^-1。以粗甘油驯化至 60 代的菌株进行补料分批发酵,乳酸终浓度为83.8 g·L^-1,比分批发酵提高了近1倍。     

腈水解酶重组菌发酵产酶条件的优化及应用

优化了重组菌E.coli BL21(DE3)/pET28b(+)-NIT发酵产腈水解酶的条件,确定最适发酵培养基为:玉米浆粉25g.L-1,酵母浸出汁5g.L-1,NaCl 10g.L-1,Fe3+0.5mmol.L-1,初始pH值7.5;最适诱导产酶条件为:诱导剂乳糖0.5g.L-1,诱导剂加入时间为接种6h后,诱导温度30℃,诱导时间28h,在此条件下产酶量达到6161.46U.L-1。所得菌体用于不对称转化R,S-扁桃腈生成R-(-)-扁桃酸,转化率达92.02%,产物e.e.值达99%。     

腈水解酶重组茵发酵产酶条件的优化及应用

摘要：优化了重组茵E．coliBL21（DE3）／pET28b（＋）-NIT发酵产腈水解酶的条件,确定最适发酵培养基为：玉米浆粉25g·L-1,酵母浸出汁5g·L-1,NaCl10g·L-1,Fe3＋0．5mmol·L-1。初始pH值7．5;最适诱导产酶条件为：诱导剂乳糖0．5g·L-1,诱导剂加入时间为接种6h后,诱导温度30℃,诱导时间28h,在此条件下产酶量达到6161．46U·L-1。所得茵体用于不对称转化R,S-扁桃腈生成R-（-）-扁桃酸,转化率达92．02％,产物e．e．值达99％。     

产1,3-丙二醇新型重组大肠杆菌JM109(pHsh-dhaB-yqhD)的构建及其转化甘油

利用温控载体pHsh将编码甘油脱水酶的基因dhaB和编码1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的基因yqhD串联构建重组质粒pHsh-dhaB-yqhD, 将其转化大肠杆菌得到新型产1,3-丙二醇重组大肠杆菌JM109(pHsh-dhaB-yqhD), 并对影响该重组菌发酵的营养因子进行研究.实验结果表明：该重组菌转化甘油合成1,3-丙二醇的适宜培养基组成为甘油60 g·L^-1、酵母膏5.0 g·L^-1、维生素B₁₂ 0.05 g·L^-1以及KH₂PO₄ 7.5 g·L^-1; 以此培养基在5 L发酵罐上进行放大, 1,3-丙二醇产量、转化率和生产能力分别达到43.26 g·L^-1、72.2 %和1.55 g·L^-1·h^-1.     

以甲醇为碳源甲烷氧化细菌的高密度培养

分别考察了甲烷和甲醇对甲基弯菌IMV 3011生长的影响,并对甲醇添加方式对菌体生长的影响进行了比较。结果表明:甲醇可以代替甲烷作为碳源;当甲醇的最佳添加量为0.1%(V/V)时,间歇性添加甲醇发酵终止后的细胞密度为1.622g(dry wt).L-1,生长速率相对于甲烷提高到0.043h-1,但细胞生长的延滞期较长,为59.6254h;而相比较通过在线监测自动添加甲醇,发酵终止后的细胞密度为1.772g(dry wt).L-1,生长速率提高至0.056h-1,细胞生长的延滞期为37.1807h。说明在线监测自动添加甲醇缩短了细胞生长的延滞期即减少了发酵时间,促进了细胞的高密度生长。     

以甘油为碳源合成聚羟基丁酸细菌的筛选与鉴定

为降低聚羟基丁酸的生物合成成本,从武汉科技大学沁湖边采集的土壤中分离得到一株以甘油为碳源生长的菌株PHB-XYH,根据苏丹黑染色结果,可以初步推断该菌可以在胞内积累聚羟基丁酸。经形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析,显示菌株PHB-XYH归属于蕈状芽胞杆菌。红外光谱和气相色谱检测结果显示以甘油为碳源培养的细菌胞内提取的白色薄膜物质中含有聚羟基丁酸。而且以甘油为碳源合成的聚羟基丁酸的质量可达0. 45 g/L,含量33. 21%,提取率达到44. 42%。     

重组人碱性成纤维细胞生长因子工程菌高密度发酵及表达产物的纯化

目的 研究重组人碱性成纤维细胞生长因子工程菌高密度发酵和表达产物的纯化工艺。方法采用最适基质浓度、pH、溶氧量、培养温度等发酵表达条件及产物提纯方法。结果 菌体密度A6000达40.8,表达量达160mg/L。提纯的bFGF回收率为40％,生物学活性（ED50）为 0.21ng/mL,比活性达4.76×106U/mg,其纯度、分子量、残余DNA等各项检测结果均符合“重组 DNA制品质量控制要点”。结论 为hbFGF工业化生产和临床应用提供了依据。     

重组大肠杆菌S3-2产羰基还原酶发酵工艺优化及动力学研究

以重组大肠杆菌S3-2为发酵菌株,通过单因素实验和正交实验对重组大肠杆菌S3-2产羰基还原酶的1 L发酵罐发酵工艺进行优化,并通过Logistic方程和Luedeking-Piret方程对重组大肠杆菌S3-2分批发酵产羰基还原酶的动力学过程进行模拟。结果表明,重组大肠杆菌S3-2的最佳发酵工艺为：IPTG在OD₆₀₀值为1.0时诱导、IPTG终浓度为0.30 mmol·L^-1、种子液OD₆₀₀值为3.0时接种、诱导温度为26℃,在此条件下,菌体细胞干重为1.586 g·L^-1、羰基还原酶酶活为0.712 U·mL^-1;菌体生长、羰基还原酶酶活及甘油消耗的动力学模型的拟合度分别为0.988 3、0.991 7和0.980 7,说明该模型对重组大肠杆菌S3-2的发酵动力学模型拟合良好,为后续中试放大研究提供了理论依据。     

以污泥酸性发酵产物为碳源生物处理模拟酸性矿山废水的工艺特性

以污水处理厂污泥的酸性发酵产物为硫酸盐还原菌(SRB)的碳源,在厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器中,研究了生物处理模拟酸性矿山废水(AMD)的工艺特性及影响因素。试验结果表明,污水厂污泥的酸性发酵产物可作为SRB的合适碳源。常温(20℃)条件下,当AMD中SO24-浓度为3000 mg.L-1,pH值3.0,EGSB反应器中液体升流速度为5.0 m.h-1,水力停留时间HRT=13.8 h,碳源COD/SO24-比值取1.0左右,进水SO24-负荷为5.22 kg SO24-.m-3.d-1时,SRB的还原能力可达到3.32 kg SO24-.m-3.d-1,SRB的比还原能力为0.356 kg SO24-.(kg VSS)-1.d-1。AMD处理出水pH值可达6.0,SO24-还原率达到63.6%,COD去除率为45.1%,重金属Fe2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+去除率均在89%以上。出水pH值和重金属离子浓度均满足排放标准。