学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

重组大肠杆菌产5-氨基乙酰丙酸的工艺改进

作　者: 单晓奇
导　师: 林建平
学　校: 浙江大学
专　业: 生物化工
关键词: 5-氨基乙酰丙酸阶段性厌氧发酵动物蛋白胨工艺改进
分类号: TQ921.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 52次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid, ALA)是生物合成卟啉、叶绿素、亚铁血红素和维生素B12等四吡咯化合物的共同前体物质,广泛存在于微生物、植物和动物细胞中。ALA作为光动力学药物可用于癌症及皮肤病治疗,亦可用作新型除草剂和农药,显示出很广阔的的市场前景。但现阶段利用基因工程菌生产ALA的产量还比较低,且工艺不成熟,离工业化生产有一定的距离。本文利用重组大肠杆菌Rosetta (DE3)/pET28a(+)-A.R.hemA生产ALA。研究了阶段性厌氧发酵过程对ALA产量的影响,并对ALA的原有发酵工艺进行了改进,优化了原有培养基的成分,达到降低成本,提高ALA产量的目的,为实现ALA工业化生产打下了扎实的基础。本文首先证明了在ALA发酵过程中,当菌体进入对数生长期时进行45-60min的厌氧发酵操作,该工艺有利于ALA的合成与积累,最终ALA产量达到7.7 g/l当采用间歇性厌氧发酵工艺,从发酵5h起,每4h进行0.5 h的厌氧发酵过程,并采用了在发酵6h时,恒速流加葡萄糖0.658 g/(1·h),甘氨酸0.219g/(1·h),琥珀酸0.384 g/(1·h)的工艺,在发酵22 h时补加3.0 g/l甘氨酸的新的发酵工艺,至发酵结束,ALA的产量可以达到8.4 g/l本文对ALA的培养基成本进行了探究,用含氮无机盐及动物蛋白胨作为ALA发酵中的氮源,替代原工艺中使用的胰蛋白胨用于ALA的发酵过程。在摇瓶条件下,动物蛋白胨A和80%的硫酸铵均能很好的替代胰蛋白胨用于发酵生产。将其工艺在15L罐上进行放大,动物蛋白胨A的替代效果更好,获得4.0 g/l的ALA产量。进一步对其发酵条件进行优化,当控制风量体积比为1.0：0.7,并在发酵5h时进行40-50min的厌氧发酵过程,发酵6h后,以1.0 g/(1·h)的速度恒速流加葡萄糖,ALA的最终产量达到7.2g/l，为今后的工业化生产奠定了基础。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-12
第一章绪论  12-20
  1.1 引言  12-13
  1.2 ALA的应用  13-16
    1.2.1 ALA在医疗上的应用  13-15
    1.2.2 ALA在农业上的应用  15-16
  1.3 5-氨基乙酰丙酸的生产方法  16-18
    1.3.1 化学合成法  16-17
    1.3.2 生物合成法  17-18
  1.4 细胞呼吸过程及溶解氧对生物代谢影响  18-19
  1.5 本课题拟研究的基本思路及研究内容  19-20
第二章实验材料与方法  20-32
  2.1 代谢工程菌  20
  2.2 仪器与试剂  20-21
    2.2.1 实验仪器  20
    2.2.2 主要药品和试剂  20-21
  2.3 实验方法  21-22
    2.3.1 培养基及前体  21
    2.3.2 代谢工程菌的培养  21-22
  2.4 分析方法  22-32
    2.4.1 大肠杆菌细胞密度测定  22
    2.4.2 葡萄糖浓度的测定  22
    2.4.3 5-氨基乙酰丙酸(ALA)的测定  22-27
    2.4.4 甘氨酸的测定  27-28
    2.4.5 琥珀酸的测定  28-30
    2.4.6 乙酸的测定  30-32
第三章重组大肠杆菌生产ALA的厌氧发酵工艺  32-46
  3.1 引言  32
  3.2 材料与方法  32-33
    3.2.1 菌种及培养基  32-33
    3.2.2 培养条件  33
    3.2.3 分析检测方法  33
  3.3 结果与讨论  33-45
    3.3.1 阶段性厌氧发酵对ALA产量的影响  33-36
    3.3.2 不同厌氧发酵时间对ALA产量的影响  36-38
    3.3.3 葡萄糖与前体流加方式对ALA合成的影响  38-41
    3.3.4 间歇性厌氧发酵对ALA生产的影响  41-43
    3.3.5 补加甘氨酸对ALA生产的影响  43-45
  3.4 小结  45-46
第四章无机氮源对ALA生产的影响  46-55
  4.1 引言  46
  4.2 材料与方法  46-47
    4.2.1 菌种及培养基  46-47
    4.2.2 培养条件  47
    4.2.3 分析检测方法  47
  4.3 结果与讨论  47-53
    4.3.1 常用无机氮源比较  47-48
    4.3.2 无机氮源生产ALA  48-52
    4.3.3 硫酸铵替代胰蛋白胨生产ALA中pH的控制  52-53
  4.4 小结  53-55
第五章有机氮源生产ALA的培养条件优化  55-68
  5.1 引言  55-56
  5.2 材料与方法  56-57
    5.2.1 菌种及培养基  56
    5.2.2 培养条件  56-57
    5.2.3 分析检测方法  57
  5.3 结果与讨论  57-67
    5.3.1 不同动物蛋白胨的比较  57-60
    5.3.2 不同厌氧发酵时间对ALA产量的影响  60-61
    5.3.3 补糖方式对ALA产量的影响  61-64
    5.3.4 不同风量下发酵对ALA产量的影响  64-67
  5.4 小结  67-68
第六章结论与展望  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 展望  69-70
参考文献  70-75

重组大肠杆菌产5-氨基乙酰丙酸的工艺改进

内容摘要

全文目录

相似论文