發(fā)布時(shí)間：2020-10-27 20:54

　　 甲醇基微生物細(xì)胞工廠能夠以甲醇為原料生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品,在一定程度上可以解決“與人爭(zhēng)糧”的問(wèn)題。同時(shí)甲醇來(lái)源廣泛,價(jià)格低廉,是非常好的生產(chǎn)原材料。因此開(kāi)發(fā)甲醇基微生物細(xì)胞工廠具有非常重要的意義。為提高扭脫甲基桿菌生產(chǎn)甲羥戊酸(mevalonate,MEV)的產(chǎn)量,在搖瓶水平對(duì)其發(fā)酵工藝進(jìn)行了優(yōu)化。采用批次添加甲醇的策略來(lái)減小甲醇對(duì)菌體生長(zhǎng)和生產(chǎn)MEV的抑制作用,并添加甲酸鈉來(lái)提高細(xì)胞內(nèi)還原力。得出最佳發(fā)酵條件為,1%初始甲醇濃度,開(kāi)始培養(yǎng)后每24 h添加0.33%甲醇,在發(fā)酵120 h后添加20 mmol/L甲酸鈉,MEV的產(chǎn)量為450.74 mg/L,比優(yōu)化前提高了44.43%,細(xì)胞密度OD600值達(dá)到23.96,比優(yōu)化前提高了86.46%,同時(shí)甲醇使用量相比優(yōu)化前減少了33.3%。添加甲酸鈉24 h后,相比不添加甲酸鈉組細(xì)胞內(nèi)還原力提高了61.85%,還原力提高是MEV增加的主要因素之一。在搖瓶?jī)?yōu)化的基礎(chǔ)上,對(duì)1 L和5 L發(fā)酵罐水平上對(duì)其發(fā)酵工藝做進(jìn)一步優(yōu)化,在確定1%甲醇濃度為最佳起始濃度,對(duì)氮源的影響進(jìn)行了定量研究,發(fā)現(xiàn)相對(duì)起始氮源的3倍氮源對(duì)菌體生長(zhǎng)最佳,此條件下最高OD600值達(dá)到37.15;而相對(duì)起始氮源5倍氮源對(duì)MEV生產(chǎn)最佳,最高產(chǎn)量達(dá)到948.42 mg/L。在此基礎(chǔ)上,對(duì)發(fā)酵過(guò)程中氮源進(jìn)行流加,總氮源為原培養(yǎng)基氮源的5倍,采用恒速流加的方式進(jìn)行流加,流加時(shí)間為4 d,最終OD600值達(dá)到41.5,MEV的產(chǎn)量達(dá)到1130 mg/L。在甲醇和氮源同時(shí)流加的基礎(chǔ)上120 h添加20 mmol/L的甲酸鈉,最高OD600值為42.43,甲羥戊酸產(chǎn)量為1450 mg/L本研究在搖瓶水平上得出最佳甲醇添加策略,添加甲酸鈉解決了細(xì)胞內(nèi)還原力不足的問(wèn)題;在發(fā)酵罐水平上得出甲醇和氮源的最佳流加條件,提高了菌體濃度和甲羥戊酸的產(chǎn)量,為甲醇基細(xì)胞工廠生產(chǎn)高附加值產(chǎn)物的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ921
【部分圖文】：

將其命名為假單胞菌ＡＭＩ?（ＰｓｅｗｃｆｏｗｏｍｗＡＭｌ），歸屬于ｙ變形菌綱（ｙ－ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）??從１９８０ｓ開(kāi)始，世界各國(guó)科學(xué)家對(duì)ＡＭＩ系統(tǒng)地展開(kāi)了生理生化方面的研究，如??圖１．２所示。??５??

教授課題組繪制了?Ｍｅｘｔｏｒ＾＾ｗＡＭｌ的Ｃ丨代謝圖譜Ｉ”］。第二年，該課題組完成該菌??的全基因測(cè)序［３８］。２０１１年，法國(guó)的Ｊｅａｎ－ＣｈａｒｌｅｓＰｏｒｔａｉｓ課題組闡明了該菌的代謝網(wǎng)絡(luò)［３９］，??如圖１．３所示。??６??

安徽工程大學(xué)碩士學(xué)位論文??最后ＨＭＧ－ＣｏＡ在３－羥基－３甲基－戊二酸單酰輔酶Ａ脫氫酶（ＨＭＧＲ）的催化下生成甲??羥戊酸，中的甲羥戊酸合成具體途徑如圖１．５?（ａ）所示，在此過(guò)程??中每合成１分子甲羥戊酸需要消耗２分子ＮＡＤＰＨ。??（＞＞?ＭＥＶ?ＰＡＴＨＷＡＹ?（ｂ＞??Ｍｅｔｈａｎ〇｜?ＭＥＰ｜Ｍｔｈｗ＊Ｙ??ＯｏＡ?Ａｉ〇ａ?ｉ－Ｓｗｅ?系?？？？？？？？？？？？？■？?｜“ｂｉ〇ｍａＭ?｜??１?ＳｖｉｎｅＣｙｃＩｔ?？°廣＞??Ａｃ？ｔｏ＊ｃ？ｆｙｉ－ＣｏＡ?ｆ〇ｒｍ？ｔ？?—１?．??Ｕ?＾?ｌ?ＴＣＡ?Ｃｙｃｌｅ?＞＊Ｃ０，??ＭＭＧ＾ｏＡ?？？？？？ＴｉＪｌｕｗ?—一?Ｓｕｃｃ－￥＾ＣａＡ＾＼?＼??２ＮＡ０ＰＨ?－４?Ｍｅｖ？ｌｏｎ？ｅ？—ＨＭＣ＜ｏＡ?＼?ｒ???Ｈ?Ｍｔｖ＿ｗｙ?Ａｃ＾ａｐｅｏ＾＾ｊ＾ｃｏ．??ＶｐＨＢＣｙｃｌ＊／??圖１．５甲羥戊酸生物合成途徑（ａ）和本研究所使用的Ｍｅｘ／〇ｒ＠ｅｒａ?ＡＭＩ代謝網(wǎng)絡(luò)中的甲羥戊酸生物??合成途徑（ｂ）【７１】??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｍｅｖａｌｏｎａｔｅ?ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｐａｔｈｗａｙ?（ａ）?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｍｅｖａｌｏｎａｔｅ?ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｐａｔｈｗａｙ?ｉｎ?ｔｈｅ??Ｍ．ｅｘｔｏｒｑｕｅｎｓ?ＡＭ?１?ｍｅｔａｂｏｌｉｃ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｕｓｅｄ?ｉｎ?ｔｈｉｓ?ｓｔｕｄｙ?（ｂ）［７１］??本實(shí)驗(yàn)室的研究者朱文亮通過(guò)在通過(guò)ＭｅｘｒｏｒｇＭｅｍ１?ＡＭＩ菌株中構(gòu)建了異源表達(dá)甲??羥戊酸的上游合成途徑，利用基因過(guò)表達(dá)、基因篩選和ＲＢＳ工程方法優(yōu)化酶的表達(dá)生??產(chǎn)甲羥戊酸
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5 楊軍;翁若航;;甲羥戊酸激酶缺乏癥[J];中國(guó)實(shí)用兒科雜志;2018年01期

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9 Goldstein JL;陸義群;;甲羥戊酸途徑的調(diào)節(jié)[J];國(guó)外醫(yī)學(xué)(分子生物學(xué)分冊(cè));1990年06期

10 邱永革;林景隆;;甲羥戊酸5-焦磷酸脫羧酶及其抑制研究進(jìn)展[J];韓山師范學(xué)院學(xué)報(bào);2007年06期

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本文編號(hào)：2859050