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【6h】

维生素和氨基酸对多形汉逊酵母培养基的优化

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1 绪论

1.1 多形汉逊酵母简介

1.1.1 多形汉逊酵母的特点

1.1.2 多形汉逊酵母在基因编辑及蛋白表达中的应用

1.1.3 多形汉逊酵母在发酵中的应用

1.2 甲基营养型微生物简介

1.3 甲醇简介

1.3.1 甲醇的性质

1.3.2 甲醇的合成

1.3.3甲醇的应用

1.4 响应面优化法

1.4.1 响应面优化法的定义及特点

1.4.2 响应面优化法的应用

1.5 维生素及氨基酸对细胞生长的促进作用

1.5.1 维生素的性质及功效

1.5.2 氨基酸在代谢中的作用

1.6 本课题研究意义与目的

2 优化以甲醇为碳源的基础盐培养基

2.1 材料与方法

2.1.1 主要仪器

2.1.2 材料

2.1.3 菌种培养

2.1.4 测定细胞干重与吸光度的标准曲线

2.2 结果与讨论

2.2.1 优化添加的氨基酸的种类

2.2.2 优化添加的维生素的种类

2.2.3 Box-Behnken试验法优化添加的维生素的浓度

2.2.4 减少添加的维生素种类

2.2.5 验证添加生物素和维生素B1溶液的培养基

2.2.6 利用野生型汉逊酵母菌种验证优化后的最终培养基

2.2.7 优化后的甲醇培养基成本核算

2.2.8 吸光度与细胞干重标准曲线

2.3 本章小结

3 优化以葡萄糖为碳源的基础盐培养基

3.1 材料与方法

3.1.1 主要仪器

3.1.2 材料

3.1.3 菌种培养

3.1.4 测定吸光度与细胞干重的标准曲线

3.2 结果与讨论

3.2.1 优化添加的维生素的种类

3.2.2 优化添加的生物素的浓度

3.2.3 优化添加的氨基酸的种类

3.2.4 Box-Behnken试验法优化添加的氨基酸的浓度

3.2.5 尝试继续减少添加的氨基酸种类

3.2.6 验证最终优化后的葡萄糖培养基

3.2.7 利用野生型汉逊酵母菌种验证优化后的葡萄糖培养基

3.2.8 优化后的葡萄糖培养基成本核算

3.2.9 葡萄糖培养基的吸光度和细胞干重的标准曲线

3.3 本章小结

4 优化后的培养基对细胞中PDH和PC酶活力的促进作用研究

4.1 材料与方法

4.1.1 主要仪器

4.1.2 材料

4.1.3 丙酮酸脱氢酶活性的测定方法

4.1.4 丙酮酸羧化酶活性的测定方法

4.2 结果与讨论

4.2.1 以甲醇为碳源的培养基中丙酮酸脱氢酶活性的测定

4.2.2 以甲醇为碳源的培养基中丙酮酸羧化酶活性的测定

4.2.3 以葡萄糖为碳源的培养基中丙酮酸羧化酶活性的测定

4.3 本章小结

结论

参考文献

致谢

大连理工大学学位论文版权使用授权书

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摘要

多形汉逊酵母既可以生长在以常规的葡萄糖为碳源的培养基中,又因其属于甲基营养型酵母的特性,可以在以甲醇为单一碳源的培养基中生长。多形汉逊酵母生长繁殖速度快,底物利用广泛,耐受温度高,易于发酵培养,适合用于工业发酵生产高附加值的化学品。 因此本研究主要从以甲醇为碳源和以葡萄糖为碳源的两种基础盐培养基出发,利用单因素实验和响应面试验法相结合的手段,通过向其中添加维生素或氨基酸等成分,并对添加的维生素和氨基酸的种类和浓度进行优化。目的是确定两种基础盐培养基中维生素和氨基酸成分的最少添加量,且保证多形汉逊酵母就能够在其中更快更好的生长。这样就能保证菌体生物量前提下,降低发酵培养基所花费成本,这对后续大规模工业应用发展具有重要意义。本研究结果如下: (1)优化后以甲醇为碳源的培养基配方为:(NH4)2SO42.5g/L;KH2PO414.4g/L;MgSO4?7H2O0.5g/L;Trace-metal2ml/L;亮氨酸60mg/L;甲醇10g/L;生物素0.005mg/L;维生素B11.04mg/L。多形汉逊酵母在此优化培养基中生长至80小时左右的平台期时,菌液在600nm处的最大吸光值能达到10左右,是不添加任何维生素成分的基础盐培养基中的2.5倍。 (2)优化后以葡萄糖为碳源的培养基配方为:(NH4)2SO42.5g/L;KH2PO414.4g/L;MgSO4?7H2O0.5g/L;Trace-metal2ml/L;亮氨酸60mg/L;葡萄糖20g/L;生物素0.005mg/L;甲硫氨酸40mg/L;谷氨酸200mg/L;天冬氨酸200mg/L。多形汉逊酵母在此优化后的培养基中发酵60小时,菌体生物量达到最大值,在600nm处的吸光值在20~24之间,是不添加任何维生素和混合氨基酸溶液的基础盐培养基中的7-8倍。 (3)通过提高丙酮酸脱氢酶和丙酮酸羧化酶等特异性酶的胞内活性,证明了维生素和氨基酸对细胞生长的促进作用。结果表明,在甲醇的优化培养基中,生物素和维生素B1显著提高了丙酮酸脱氢酶和丙酮酸羧化酶的活性,这与生物素和硫胺素共同作为辅酶促进细胞生长的假设是一致的。同理,在以葡萄糖为碳源的培养基中,生物素和氨基酸也显著提高了丙酮酸羧化酶的活性。

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