必特螺旋霉素发酵过程及其组分调控研究-文献详情-维普官网

文献检索

任意字段

文献信息

任意字段
主题词
篇关摘
篇名
关键词
摘要
作者
第一作者
作者单位
刊名
中图分类号
学科分类号
DOI
基金

智能检索

高级检索

检索历史

必特螺旋霉素发酵过程及其组分调控研究认领

作者：

李桢林

学位授予单位：

华东理工大学

摘要：

必特螺旋霉素是一种新型大环内酯类抗生素。它是在螺旋霉素的基础上,通过4"-O-异戊酰基转移酶的催化在4"羟基上接入一系列酰基形成的一族多组分酰化螺旋霉素。根据构效关系,大环内酯类抗生素4"位酰基化后,其体内外抗菌活性尤其是体内抗菌活性与治疗效果显著提高,并且碳霉糖4"羟基酯的碳链越长在体内的稳定性越好,表现为异戊酰基>丙酰基>乙酰基。因此,对于必特螺旋霉素发酵过程特别是异戊酰螺旋霉素组分的调控进行研究具有重要意义。实验结果表明,在合成培养基中降低基础培养基中铵离子浓度对必特螺旋霉素发酵组分有显著改善,但产素明显下降。采用降低复合培养基基础配方中铵离子浓度、发酵过程从24h开始每12h补加3.2 mmol/L的铵离子的方法,总异戊酰螺旋霉素达38％,比原配方高15％,而生物效价达2200μg/mL,是原配方的90％。在合成培养基中分别添加缬氨酸(Val)、异亮氨酸(Ile)与亮氨酸(Leu)考察其对必特螺旋霉素生物合成的影响,证明Val、Ile及Leu对必特螺旋霉素多组分的合成有着不同的调节作用。实验结果表明,在36h分别添加0.5g/l的上述三种氨基酸以后,发酵过程pH、铵离子浓度和糖代谢都存在着显著差异,而缬氨酸脱氢酶活性都增加了2-3倍。添加缬氨酸使菌体在60h之前糖耗速率加快,达到1.0 g/l*h,发酵液中胞内丙酮酸积累,丙酮酸羧化酶活性增加20％-95％,柠檬酸合成酶活性降低,发酵液中丙酸和丁酸出现先增加后降低的现象,最终效价比对照高出45.3％,而总异戊酰组分则降低了23％,其他酰化组分降低了39.6％；添加异亮氨酸以后,菌体糖耗速率下降,只有对照的30-40％,柠檬酸合成酶活性也降低,发酵液中的乙酸、丙酸、丁酸都出现大量积累的现象,最终效价为对照的85％,而丙酰螺旋霉素III、乙酰螺旋霉素以及异丁酰螺旋霉素组分含量分别增加126％、50％、296％；添加亮氨酸对初级代谢影响不大,异戊酸在胞外积累明显,随后被重新吸收利用,最终异戊酰基螺旋霉素II和异戊酰基螺旋霉素III组分分别提高了41％和50％,同时总异戊酰基螺旋霉素相对含量也比对照提高了41.9％,而效价和对照基本一致。通过在复合培养基中一次性添加与分批添加终浓度为15.4 mmol/L的亮氨酸,发现分批添加亮氨酸可以维持效价基本不变,而总异戊酰基螺旋霉素与异戊酰基螺旋霉素III分别由对照的31.1％和12.0％,提高至46.9％和19.5％。同时通过分析发酵过程有机酸以及氨基酸的变化规律,讨论了亮氨酸提高必特螺旋霉素主要组分的作用机理。随后在15L发酵罐中对分批添加亮氨酸实验的效果进行了验证。实验结果表明,必特螺旋霉素组分中总异戊酰基螺旋霉素和异戊酰基螺旋霉素III在发酵96h分别提高到了59.91％和21.45％。应用统计学方法优化了必特螺旋霉素发酵培养基。先利用Plackett-Burman设计法析出影响必特螺旋霉素效价的四个最显著的因素,再以Box-Behnken设计法及响应面分析法确定了主要影响因素的最佳浓度,即鱼粉22.8 g/L,酵母粉2.44 g/L,CoCl29.25 mg/L,NaCl 9.13 g/L,此时必特螺旋霉素效价为2245 μg/mL。新配方验证结果表明必特螺旋霉素效价和必特螺旋霉素组分中总异戊酰基螺旋霉素的含量在96小时分别达到2380μg/mL和54％,比原配方分别提高了53％和20％,达到了同时提高必特螺旋霉素效价和总异戊酰螺旋霉素组分的目的。

摘要译文

关键词：

必特螺旋霉素; 大环内酯类抗生素; 发酵过程; 组分调控

学位年度：

2008

学位类型：

博士

学科专业：

生物化工

导师：

储炬王永红

中图分类号：

TQ465.5[大环内脂族抗菌素];TQ460.38[微生物作用过程]

学科分类号：

081702[化学工艺];100705[微生物与生物技术药物学]