必威体育精装版工程菌发酵生产氨基酸的氮源选择与过程调控.ppt

酵母粉作为有机氮源，对菌体生长和产酸最为有利，其次分别是蛋白胨、玉米浆、豆浓。酵母粉含有大量游离氨基酸，减少了菌体合成代谢的需求量，降低比摄糖速率，最终减少发酵过程中乙酸的产生，解除乙酸对细胞生长和产酸的抑制 四、氮源的选择-色氨酸 不同有机氮源 由图可知，1. 0 g/L 的酵母粉用量对菌体生长和 L-色氨酸生产最为有利; 当添加量为 0. 5 g/L 时，菌体生长缓慢，L-色氨酸的产量也较低; 当添加量为2. 5 g / L 和 5. 0 g / L 时，发酵前期菌体的比生长速率和比产酸速率较高，但进入主发酵期菌体生长动力不足，活力低，导致产酸水平低。因此，氮源不足，菌体繁殖量少，产酸水平低; 氮源过量，菌体生长过于旺盛，会使菌体提前衰老和自溶，最终导致产酸水平低 四、氮源的选择-色氨酸 酵母粉浓度 发酵过程分析 根据以上实验结果，采取酵母粉 1. 0 g/L 和c［NH4+］10 g / L，利用 NaOH 和氨水混合补料控制NH4+浓度 120 mmol/L 以下，对产酸有利 四、氮源的选择-色氨酸 工程菌是氨基酸发酵趋势 对工程菌发酵而言，有机氮源是非常重要的影响因素，总氮、氨基氮、氨基酸成分对于菌体生长代谢、比生长速率、质粒拷贝数、质粒稳定性、相关酶表达活力至关重要 对发酵过程控制而言，碳源和有机氮源的补料方式、溶氧控制、pH控制也是影响工程菌发酵的重要因素 通过比较实验，酵母粉对工程菌生长和产酸最为有利 谢 谢！ * 天津科技大学 LOGO 工程菌发酵生产氨基酸的氮源选择与过程调控 陈 宁 天津科技大学 代谢控制发酵技术国家工程实验室 基因工程菌的发酵 工程菌的来源 1 工程菌的应用 2 工程菌的培养 3 氨基酸发酵的氮源选择 4 一、工程菌的来源 基因工程（genetic engineering）是指在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，根据人们的意愿，主要是在体外进行基因切割、拼接和重新组合，再转入生物体内，产生出人们所期望的产物，或创造出具有新的遗传特征的生物类型，并能使之稳定地遗传给后代 基因工程 基因工程的核心技术是DNA的重组技术。重组即利用供体生物的遗传物质或人工合成的基因，经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子，然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物，该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状 除DNA重组技术外，基因工程还应包括基因的表达技术、基因的突变技术、基因的导入技术等 基因工程 一、工程菌的来源 表达载体 基因载体是一类能自我复制的DNA分子，其中的一段DNA被切除而不影响其复制，可用以置换或插入外源(目的) DNA而将目的DNA带入宿主细胞，常用的载体有质粒、噬菌体、病毒 外源基因插入载体中，使其处于一系列的表达信号的控制之下。这样基因可以转录和表达。克隆载体提供了表达的信号，所以可以用来生产重组蛋白，被称为表达载体 一、工程菌的来源 质粒 质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中染色体以外的脱氧核糖核酸(DNA)分子。在基因工程中质粒常被用做基因的载体。质粒上常有抗生素的抗性基因 一、工程菌的来源 目的基因的获得 载体的选择与制备 目的基因与载体连接成重组体 转化或转染受体细胞 重组菌的筛选及目的基因的表达 构建步骤 一、工程菌的来源 构建步骤 一、工程菌的来源 苏氨酸基因工程菌构建策略 二、工程菌的应用 就生产流程而言，从发酵到分离、纯化目标产物，工程菌和常规微生物并无太多的差异。但工程菌在保存过程中及发酵生产过程中表现出不稳定性，以及安全性等问题，使得工程菌的培养有着自身所特有的特点 三、工程菌的培养 基因工程细胞工业化培养中，产物的产率往往比实验室培养规模为低。其原因主要与基因工程细胞特点有关，首先基因工程细胞的生长速率及表达率与其所载外源DNA的稳定性及产物分泌过程有关，其中重组DNA的稳定性尤为重要 基因工程细胞培养过程，重组DNA的丢失方式亦有两种，其一是细胞培养过程，由于回复突变或分配作用致使DNA丢失，称为脱落性不稳定，其二是重组DNA中编码的结构基因在宿主内发生再重组过程产生突变，不再表达目的产物，称为结构性不稳定 培养特点 三、工程菌的培养 质粒稳定性 三、工程菌的培养 在重组菌工业化生产过程中，质粒的不稳定性是一个极为重要而独特的问题。带有质粒的细胞生长较慢，生长速率与所带质粒的大小成反比。此外，高水平克隆基因产物的生成也会导致生长缓慢或生长异常（表达越高，生长越慢）。由于质粒的不稳定性，在繁殖传代过程