重組枯草芽孢桿菌產(chǎn)核黃素發(fā)酵調(diào)控與代謝機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-26 21:51
維生素B2(核黃素)是生物體內(nèi)的輔酶黃素腺嘌呤二核甘酸(FAD)和黃素單核甘酸(FMN)的前體,在氧化還原和電子傳遞中起著重要的作用。它能促進(jìn)蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物的代謝,是生命活動(dòng)中不可缺少的維生素[1]。本文主要是以B.subtilis為研究對(duì)象,對(duì)產(chǎn)維生素B2的培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)該重組菌的代謝機(jī)理進(jìn)行初步研究。首先,通過(guò)PB和RSM設(shè)計(jì)對(duì)B.subtilis產(chǎn)核黃素發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化,最終確定培養(yǎng)基的配方:葡萄糖100 g/L,玉米漿(干粉)30 g/L,酵母粉5g/L,尿素3 g/L,無(wú)水MgSO41 g/L,(NH4)2SO4 5g/L,KH2PO4 1.5 g/L,K2HPO4 2.42 g/L。B.subtilis產(chǎn)核黃素?fù)u瓶發(fā)酵產(chǎn)量從529 IU/mL提高到639 IU/mL,產(chǎn)量提高了約20.8%。對(duì)7 L發(fā)酵罐上分批發(fā)酵控制條件進(jìn)行優(yōu)化并確立接種量2.5%-5%,種子培養(yǎng)時(shí)間10 h,控制pH 6.8-7.0,溶氧20%以上。隨后分別考察了間歇補(bǔ)料方式和連續(xù)補(bǔ)料方式對(duì)菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響,發(fā)現(xiàn)連續(xù)補(bǔ)料分批培養(yǎng)方式(葡萄糖濃度在10 g/L左右)的產(chǎn)量最高達(dá)到48...
【文章來(lái)源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2核黃素操縱子結(jié)構(gòu)??Fig.?1.2?The?structure?of?riboflavin?operon??
-〇h?/??h'&??/??unknown?/??Phosphatase?Z??Tx?——Rl,C?>??A「P?¥?°?RibH^?f?N?°??CHj?H?<pHj??H—C—OH?H—C—OH??H ̄4-〇H?H-?-〇H?DRL??H—G—OH?H—C—OH??CHjOH?CHjOH??RibBg^?|?Rib5p叼??"Cc^x??H^C?丨?N?O??Riboflavin?h-|-〇h??H—-p—OH??ChfeOH??圖1.5維生素132在生物體內(nèi)的合成過(guò)程??Fig.?1.5?Synthetic?process?of?vitamin?B2?in?vivo??1.5.4代謝物組學(xué)概述??代謝物組學(xué)(Metabonomics)對(duì)由于體內(nèi)代謝、環(huán)境改變、遺傳變異等產(chǎn)生的各種物質(zhì),??運(yùn)用現(xiàn)代檢測(cè)手段進(jìn)行高通量檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析,了解生物整體或組織細(xì)胞系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)代謝變??化。它的研究思想與基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)相近,研宄對(duì)象也大都是相對(duì)分子質(zhì)量小于1000??的小分子物質(zhì),通過(guò)對(duì)生物體內(nèi)某一時(shí)刻所有代謝物進(jìn)行定量分析,找出代謝物與生理病理變??化之間的關(guān)系。代謝物組學(xué)研宄需要與先進(jìn)的檢測(cè)手段以及系統(tǒng)分析方法形結(jié)合才能得以實(shí)現(xiàn)??[49]??〇??
種方法。這些方法之間各有優(yōu)劣。如核磁共振??(NMR)雖然分辨率較差,但可以進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),主要適用于植物檢測(cè);氣質(zhì)(GC-MS)??聯(lián)用分辨率高,靈敏度好,有用于定性分析的標(biāo)準(zhǔn)圖譜和自動(dòng)識(shí)別的質(zhì)譜峰識(shí)別鑒定系統(tǒng),缺??點(diǎn)是對(duì)難揮發(fā)的組分需要衍生,無(wú)法檢測(cè)熱不穩(wěn)定性組分;液質(zhì)(LC-MS)聯(lián)用適用于熱不穩(wěn)??定性組分檢測(cè),無(wú)需衍生,具有強(qiáng)大的分離能力,但樣品需要濃縮,也沒(méi)有用于樣品識(shí)別的標(biāo)??準(zhǔn)文庫(kù);其余兩種方法雖然分辨率高,由于方法復(fù)雜,起步較晚,應(yīng)用還不是很廣[4<W4]。??圖1.6是整個(gè)代謝工程研宄中涉及過(guò)程和檢測(cè)方法。??細(xì).?斗換>意體??Cell^iological?sample?Biofluide??臉內(nèi)?Sill?物?F:xfracd?丨uiar?extract??Ceil?extract?(Extroit^)??Z?\?j-ii??ijsolate-d?traction?..?NMR??Z?t?\?W?鎌?s??ff!生化?_Sig?高效_&1?<?H?4?\?tS。В停??Derivatisatton?IX??HPLC?fI生化\液相fe鐠.?£_管Hi泳?縛頌卟幻外??\/?Derivatisati〇n\?IX?CE??W?\?\?f-'i?iJ.?#??c£4?砸?MS?uv?i?“?V??\?/?氣《?色?ill?_腦??\?/?-gig?NMR?ESI-MS?士??H<_物及代謝請(qǐng)分析乂?S\?;?Z??Metatx>Iite?target?mmlpis?代齋樹?f!分析?Meiabol?丨?t'?fl.rpr_rig??and?metaboihe?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]響應(yīng)面分析優(yōu)化霉酚酸發(fā)酵培養(yǎng)基[J]. 婁忻,賈嘯靜,劉勝利,陳麗華. 河北化工. 2009(09)
[2]統(tǒng)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在微生物發(fā)酵中的應(yīng)用[J]. 張楠,夏尚遠(yuǎn),劉訓(xùn)理. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(03)
[3]紫外分光光度法測(cè)定巖鹽中的硝酸鹽[J]. 劉氘,陳虹,張啟云. 光譜實(shí)驗(yàn)室. 2009(02)
[4]新鮮蔬菜和水果中硝酸鹽紫外分光光度法的測(cè)定[J]. 楊錨,邵華,金芬,王靜,葉志華,劉肅. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[5]核黃素在脂質(zhì)代謝中的作用[J]. 高欣,楊永賓,蔡美琴. 中國(guó)臨床營(yíng)養(yǎng)雜志. 2008(05)
[6]代謝組學(xué)分析技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)[J]. 盧紅梅,梁逸曾. 分析測(cè)試學(xué)報(bào). 2008(03)
[7]釀酒酵母體內(nèi)氮的代謝作用[J]. 楊瑞娟,吳雪昌. 農(nóng)機(jī)化研究. 2008(01)
[8]利用響應(yīng)面法優(yōu)化Bacillus natto TK-1產(chǎn)脂肽發(fā)酵培養(yǎng)基[J]. 曹小紅,蔡萍,李凡,王春玲,魯梅芳. 中國(guó)生物工程雜志. 2007(04)
[9]釀酒酵母糖酵解途徑中酶量變化對(duì)乙醇濃度影響的模擬分析[J]. 孔德翀,楊雪蓮,嚴(yán)明,柳常青,許琳. 生物工程學(xué)報(bào). 2007(02)
[10]代謝組學(xué)及其在微生物領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]. 周宏偉,譚鳳儀,鐘音,欒天罡. 分析化學(xué). 2007(02)
博士論文
[1]產(chǎn)核黃素枯草芽孢桿菌中心碳代謝的代謝工程[D]. 朱英波.天津大學(xué) 2007
[2]基于基因組重排的產(chǎn)核黃素枯草芽孢桿菌的代謝工程[D]. 陳濤.天津大學(xué) 2004
碩士論文
[1]擬無(wú)枝酸菌轉(zhuǎn)化洛伐他汀為無(wú)錫他汀的發(fā)酵優(yōu)化及無(wú)錫他汀的初步提取[D]. 王方.江南大學(xué) 2008
[2]抗GB1-VFT的卵黃抗體在蛋白質(zhì)組學(xué)應(yīng)用中的初步研究[D]. 冷毅斌.華中科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3053226
【文章來(lái)源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2核黃素操縱子結(jié)構(gòu)??Fig.?1.2?The?structure?of?riboflavin?operon??
-〇h?/??h'&??/??unknown?/??Phosphatase?Z??Tx?——Rl,C?>??A「P?¥?°?RibH^?f?N?°??CHj?H?<pHj??H—C—OH?H—C—OH??H ̄4-〇H?H-?-〇H?DRL??H—G—OH?H—C—OH??CHjOH?CHjOH??RibBg^?|?Rib5p叼??"Cc^x??H^C?丨?N?O??Riboflavin?h-|-〇h??H—-p—OH??ChfeOH??圖1.5維生素132在生物體內(nèi)的合成過(guò)程??Fig.?1.5?Synthetic?process?of?vitamin?B2?in?vivo??1.5.4代謝物組學(xué)概述??代謝物組學(xué)(Metabonomics)對(duì)由于體內(nèi)代謝、環(huán)境改變、遺傳變異等產(chǎn)生的各種物質(zhì),??運(yùn)用現(xiàn)代檢測(cè)手段進(jìn)行高通量檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析,了解生物整體或組織細(xì)胞系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)代謝變??化。它的研究思想與基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)相近,研宄對(duì)象也大都是相對(duì)分子質(zhì)量小于1000??的小分子物質(zhì),通過(guò)對(duì)生物體內(nèi)某一時(shí)刻所有代謝物進(jìn)行定量分析,找出代謝物與生理病理變??化之間的關(guān)系。代謝物組學(xué)研宄需要與先進(jìn)的檢測(cè)手段以及系統(tǒng)分析方法形結(jié)合才能得以實(shí)現(xiàn)??[49]??〇??
種方法。這些方法之間各有優(yōu)劣。如核磁共振??(NMR)雖然分辨率較差,但可以進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),主要適用于植物檢測(cè);氣質(zhì)(GC-MS)??聯(lián)用分辨率高,靈敏度好,有用于定性分析的標(biāo)準(zhǔn)圖譜和自動(dòng)識(shí)別的質(zhì)譜峰識(shí)別鑒定系統(tǒng),缺??點(diǎn)是對(duì)難揮發(fā)的組分需要衍生,無(wú)法檢測(cè)熱不穩(wěn)定性組分;液質(zhì)(LC-MS)聯(lián)用適用于熱不穩(wěn)??定性組分檢測(cè),無(wú)需衍生,具有強(qiáng)大的分離能力,但樣品需要濃縮,也沒(méi)有用于樣品識(shí)別的標(biāo)??準(zhǔn)文庫(kù);其余兩種方法雖然分辨率高,由于方法復(fù)雜,起步較晚,應(yīng)用還不是很廣[4<W4]。??圖1.6是整個(gè)代謝工程研宄中涉及過(guò)程和檢測(cè)方法。??細(xì).?斗換>意體??Cell^iological?sample?Biofluide??臉內(nèi)?Sill?物?F:xfracd?丨uiar?extract??Ceil?extract?(Extroit^)??Z?\?j-ii??ijsolate-d?traction?..?NMR??Z?t?\?W?鎌?s??ff!生化?_Sig?高效_&1?<?H?4?\?tS。В停??Derivatisatton?IX??HPLC?fI生化\液相fe鐠.?£_管Hi泳?縛頌卟幻外??\/?Derivatisati〇n\?IX?CE??W?\?\?f-'i?iJ.?#??c£4?砸?MS?uv?i?“?V??\?/?氣《?色?ill?_腦??\?/?-gig?NMR?ESI-MS?士??H<_物及代謝請(qǐng)分析乂?S\?;?Z??Metatx>Iite?target?mmlpis?代齋樹?f!分析?Meiabol?丨?t'?fl.rpr_rig??and?metaboihe?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]響應(yīng)面分析優(yōu)化霉酚酸發(fā)酵培養(yǎng)基[J]. 婁忻,賈嘯靜,劉勝利,陳麗華. 河北化工. 2009(09)
[2]統(tǒng)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在微生物發(fā)酵中的應(yīng)用[J]. 張楠,夏尚遠(yuǎn),劉訓(xùn)理. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(03)
[3]紫外分光光度法測(cè)定巖鹽中的硝酸鹽[J]. 劉氘,陳虹,張啟云. 光譜實(shí)驗(yàn)室. 2009(02)
[4]新鮮蔬菜和水果中硝酸鹽紫外分光光度法的測(cè)定[J]. 楊錨,邵華,金芬,王靜,葉志華,劉肅. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[5]核黃素在脂質(zhì)代謝中的作用[J]. 高欣,楊永賓,蔡美琴. 中國(guó)臨床營(yíng)養(yǎng)雜志. 2008(05)
[6]代謝組學(xué)分析技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)[J]. 盧紅梅,梁逸曾. 分析測(cè)試學(xué)報(bào). 2008(03)
[7]釀酒酵母體內(nèi)氮的代謝作用[J]. 楊瑞娟,吳雪昌. 農(nóng)機(jī)化研究. 2008(01)
[8]利用響應(yīng)面法優(yōu)化Bacillus natto TK-1產(chǎn)脂肽發(fā)酵培養(yǎng)基[J]. 曹小紅,蔡萍,李凡,王春玲,魯梅芳. 中國(guó)生物工程雜志. 2007(04)
[9]釀酒酵母糖酵解途徑中酶量變化對(duì)乙醇濃度影響的模擬分析[J]. 孔德翀,楊雪蓮,嚴(yán)明,柳常青,許琳. 生物工程學(xué)報(bào). 2007(02)
[10]代謝組學(xué)及其在微生物領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]. 周宏偉,譚鳳儀,鐘音,欒天罡. 分析化學(xué). 2007(02)
博士論文
[1]產(chǎn)核黃素枯草芽孢桿菌中心碳代謝的代謝工程[D]. 朱英波.天津大學(xué) 2007
[2]基于基因組重排的產(chǎn)核黃素枯草芽孢桿菌的代謝工程[D]. 陳濤.天津大學(xué) 2004
碩士論文
[1]擬無(wú)枝酸菌轉(zhuǎn)化洛伐他汀為無(wú)錫他汀的發(fā)酵優(yōu)化及無(wú)錫他汀的初步提取[D]. 王方.江南大學(xué) 2008
[2]抗GB1-VFT的卵黃抗體在蛋白質(zhì)組學(xué)應(yīng)用中的初步研究[D]. 冷毅斌.華中科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3053226
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