论文摘要
本论文从发酵过程的供氧差异以及呼吸链抑制剂的外源添加等两方面,集中开展了脱氮假单胞杆菌发酵产维生素B12的代谢特性研究。首先借助摇瓶发酵试验,通过改变摇床转速、摇瓶装液量等因素,以此来考察摇瓶供氧差异对脱氮假单胞杆菌的代谢调控影响。结果表明：较高供氧水平（240rpm的摇床转速；30ml/250ml三角瓶的装液量）的发酵条件尽管有利于菌体生长,但其维生素B12合成速率反而明显低于较低供氧水平的发酵过程（180rpm的摇床转速；40ml/250ml三角瓶的装液量）。为了进一步精确地研究溶氧水平对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响,在5-L发酵罐上分别进行了两种分阶段式的DO控制策略（第48h通过转速的调节将发酵液溶氧由之前的10%提高／降低至20%和5%左右）,通过测定中心代谢途径中关键酶的酶活,结果表明：相对于恒DO控制罐批（DO一直控制在10%左右）,阶段式降低供氧水平会显著强化EMP途径并同时降低HMP和TCA的代谢通量,尽管其菌体生长会受到一定的抑制,但维生素B12合成量却明显升高；而阶段式提高供氧水平的菌体代谢过程与之相反。为了进一步探讨糖分解代谢途径的代谢通量变化对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响,通过外源加入不同种类的呼吸抑制剂（电子传递链抑制剂鱼藤酮以及糖酵解抑制剂碘乙酸）,发酵结果表明：相对于对照,添加5 mg/L的鱼藤酮尽管会微弱地降低菌体量,但能显著提高EMP途径中丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶的酶活,并降低HMP途径的6-磷酸果糖激酶酶活,而且发酵液中的丙酮酸含量会显著增加,其维生素B12合成速率显著高于对照；而添加50 mg/L的碘乙酸,不仅显著的抑制菌体生长,而且导致EMP途径中丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶的酶活下降明显,且丙酮酸积累量明显偏少,其维生素B12合成速率更是明显低于对照。根据以上研究结果可以分析得出,与较低维生素B12产量的脱氮假单胞杆菌发酵过程相比较,维生素B12高产的共同代谢特征是,EMP途径的代谢通量相对较强,而HMP途径的代谢流则要相对较弱。
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摘要Abstract第1章 绪论12的概述'>1.1 维生素B12的概述12的发现'>1.1.1 维生素B12的发现12的性质'>1.1.2 维生素B12的性质12的生理作用'>1.1.3 维生素B12的生理作用12的生物合成途径'>1.1.4 维生素B12的生物合成途径12的发酵生产'>1.1.5 维生素B12的发酵生产1.2 微生物发酵过程的溶氧控制策略1.2.1 溶氧浓度对微生物发酵过程的影响1.2.2 调节溶氧浓度的工艺策略1.3 微生物有氧呼吸条件下的电子传递过程1.4 糖分解代谢途径对微生物发酵过程的影响1.5 本论文课题来源、研究背景、意义和内容1.5.1 课题来源1.5.2 本论文的研究背景及研究意义1.5.3 本论文的研究内容第2章 摇瓶供氧差异对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响2.1 引言2.2 材料和方法2.2.1 实验材料2.2.2 菌种2.2.3 培养基2.2.4 方法2.3 结果与讨论2.3.1 摇床转速的改变对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响2.3.2 摇瓶装液量的改变对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响2.3.3 接种量的改变对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响2.3.4 剪切力的改变对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响2.4 本章小结第3章 阶段性溶氧控制策略对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响3.1 引言3.2 材料和方法3.2.1 主要试剂3.2.2 发酵设备3.2.3 分析方法3.2.4 5-L罐上的发酵方法3.3 结果与讨论3.3.1 5-L发酵罐上的三种阶段性DO控制策略3.3.2 三种阶段性DO控制方案下的菌体生长情况12合成情况'>3.3.3 三种阶段性DO控制方案下的维生素B12合成情况3.3.4 供氧程度改变对脱氮假单胞杆菌中心代谢途径的影响12合成途径变化情况'>3.3.5 三种阶段性DO控制方案下的维生素B12合成途径变化情况3.4 本章小结第4章 呼吸抑制剂对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响4.1 引言4.2 材料和方法4.2.1 主要试剂4.2.2 主要仪器4.2.3 菌种4.2.4 培养基4.3 结果与讨论4.3.1 抗霉素A对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响4.3.2 鱼藤酮对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响4.3.3 碘乙酸对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响12合成中的作用机制分析'>4.3.4 糖分解代谢流通量在维生素B12合成中的作用机制分析4.4 本章小结第5章 结论与展望5.1 主要结论5.2 论文创新点5.3 展望参考文献在校期间论文投稿发表情况表致谢
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