论文题目: 重组嗜热酯酶工程菌的发酵工程研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 生物化学与分子生物学
作者: 任晓冬
导师: 冯雁
关键词: 嗜热酯酶,大肠杆菌,发酵基质,高密度发酵,加热破碎
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 将来源于深海古菌Aeropyrum pernix K1 的嗜热酯酶APE1547基因在E. coli BL21 (DE3) 中克隆并获得高效表达,该重组嗜热酯酶具有极好的生物学稳定性及高温酯酶活性,在医药和化工领域具有很大的应用价值。为了大规模生产重组嗜热酯酶,本文对重组嗜热酯酶APE1547 工程菌的发酵工程进行了系统的研究。我们考察了大肠杆菌表达该酶的基本条件,包括最佳温度、pH 值、DO 值、最佳诱导时机、质粒稳定性和诱导剂等;利用生物统计学方法对重组大肠杆菌的发酵基质进行了优化,选择玉米浆及其它辅助成分作为主要营养物质,采用响应面法,确定了最佳的发酵基质组成,发酵实验表明用该基质生产重组嗜热酯酶的效果与酵母粉和蛋白胨组成的培养基相同;在发酵罐中以玉米浆为主要发酵基质对工程菌进行高密度发酵,建立了指数流加葡萄糖实现高密度发酵和高浓度乳糖诱导表达嗜热酯酶的发酵生产工艺;根据嗜热酯酶的耐热特点,在产物后处理过程中创造性地提出了加热破碎法,在大肠杆菌破碎的同时,嗜热酯酶被纯化,确立了加热破碎及后处理的工艺的物化参数。通过本研究,确定了重组嗜热酯酶APE1547 中试生产的条件,为实现其产业化奠定了基础。
论文目录:
第一章 前言
1. 基因工程与发酵工程进展
2. 统计学优化方法在发酵工程中的应用
2.1 非统计优化技术
2.2 统计优化技术
3. 高密度发酵
3.1 高密度发酵的培养基
3.2 质粒稳定性
3.3 高密度发酵的补料调控
3.4 乙酸对高密度发酵的影响
4. 细胞破碎
4.1 高压匀浆法
4.2 化学法
4.3 加热破碎
5. 立论依据
6. 参考文献
第二章 重组嗜热酯酶APE1547工程菌的发酵条件研究
1. 引言
2. 仪器与材料
2.1 主要仪器
2.2 实验材料
2.3 溶液配制
3. 试验方法
3.1 培养条件
3.2 酯酶活力测定方法
3.3 质粒稳定性测定方法
3.4 乳糖诱导最佳浓度的确定
4. 结果与讨论
4.1 温度对产酶的影响
4.2 pH对产酶的影响
4.3 接种量的影响
4.4 溶氧的影响
4.5 诱导时机影响
4.6 诱导后培养时间对表达的影响
4.7 质粒的稳定性
4.8 乳糖诱导
5. 小结
6. 参考文献
第三章 发酵培养基的优化
1. 引言
2. 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.2 实验方法
2.3 实验设计
3. 结果与讨论
3.1 酵母粉蛋白胨培养基的优化
3.2 玉米浆培养基的优化
4. 小结
5. 参考文献
第四章 发酵工艺研究
1. 引言
2. 实验材料
2.1 仪器
2.2 培养基及溶液配制
3. 实验方法
3.1 高密度发酵
3.2 乙酸检测
4. 结果与讨论
4.1 分批发酵
4.2 补料培养
5. 小结
6. 参考文献
第五章 细胞破碎及后处理
1. 引言
2. 实验方法
2.1 细胞培养
2.2 热破碎
2.3 超声破碎
2.4 发酵条件及发酵罐内加热破碎
2.5 化学法破碎
2.6 后处理工艺
2.7 分析、检测与制备
3. 结果与讨论
3.1 热破碎
3.2 蛋白纯化
3.3 破碎条件的优化
3.4 动力学研究
3.5 在发酵罐中原位加热破碎
3.6 热破碎与化学破碎的比较
3.7 后处理结果
4. 小结
5. 参考文献
攻读博士期间研究成果
摘要
Abstract
致谢
作者简历
发布时间: 2006-01-17
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