提高节杆菌（Arthrobacter X7）产黄嘌呤氧化酶水平的研究

论文摘要

黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase, XOD, EC1.1.3.2)是嘌呤代谢途径的关键酶,主要催化次黄嘌呤氧化生成黄嘌呤,进一步氧化黄嘌呤生成尿酸。黄嘌呤氧化酶广泛存在于各种生物体的组织和细胞中,产黄嘌呤氧化酶的微生物主要有细菌、链霉菌和假单胞菌。黄嘌呤氧化酶在临床上可用于制备免疫抗体、肿瘤抑制剂和细胞缺血性再灌注损伤等疾病的检测。本论文采用物理与化学复合诱变手段处理出发菌株Arthrobacter X7,获得一株高产菌株M3,产酶水平是出发菌株的2.07倍,发酵周期较出发菌株缩短了约4 h。此菌株产的黄嘌呤氧化酶为胞内诱导酶,需要经诱导物诱导合成。以产酶水平和生产成本为标准,比较了几种化合物对Arthrobacter M3的诱导产酶的效果,并确定了最佳诱导物为次黄嘌呤。对次黄嘌呤诱导效应的研究发现,在发酵前期加入3 g/L的次黄嘌呤对产黄嘌呤氧化酶的诱导效果最好。与黄嘌呤诱导相比,以次黄嘌呤诱导Arthrobacter M3,黄嘌呤氧化酶产酶水平提高了70.6%。为了进一步提高菌株M3的产酶能力,在确定选用次黄嘌呤为诱导剂的基础上,对相应的产酶培养基组分和培养条件进行了优化。优化后,此菌株产黄嘌呤氧化酶水平可达4598.7 U/L,细胞浓度可至8.87 g/L。与出发菌株Arthrobacter X7相比,菌株M3单位菌体产酶量提高了13.1倍。菌株M3的产酶水平比国内所报道的最高水平[38] 638 U/L提高了6.2倍。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 黄嘌呤氧化酶研究背景
• 1.2.1 黄嘌呤氧化酶的来源与结构性质
• 1.2.2 黄嘌呤氧化酶的生物学功能
• 1.2.3 黄嘌呤氧化酶的应用
• 1.3 课题的研究意义及内容
• 第二章 复合诱变提高节杆菌产黄嘌呤氧化酶活力
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 黄嘌呤检测的标准曲线的绘制
• 2.3.2 检测菌体浓度的标准曲线的测定
• 2.3.3 黄嘌呤氧化酶在发酵液中的分布
• 2.3.4 透明圈法初筛高产菌株的可行性
• 2.3.5 出发菌株Arthrobacter X7 的一步生长曲线
• 2.3.6 诱变方案的确定
• 2.3.7 高产突变株的获得及遗传稳定性实验
• 2.3.8 突变株M3 与出发株X7 发酵特性的对比
• 2.4 本章小结
• 第三章 节杆菌M3 黄嘌呤氧化酶的诱导效应研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 次黄嘌呤检测的标准曲线的绘制
• 3.3.2 相关化合物对黄嘌呤氧化酶的诱导效应
• 3.3.3 培养基中次黄嘌呤的添加量对产酶的影响
• 3.3.4 次黄嘌呤的不同添加时间对产酶的影响
• 3.3.5 次黄嘌呤代谢产物对黄嘌呤氧化酶合成的影响
• 3.3.6 次黄嘌呤与黄嘌呤诱导效果的比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 Arthrobacter M3 发酵产酶条件的优化
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 营养源对黄嘌呤氧化酶发酵水平的影响
• 4.3.2 培养条件对黄嘌呤氧化酶发酵生产的影响
• 4.3.3 Arthrobacter M3 产黄嘌呤氧化酶的摇瓶发酵过程
• 4.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文