重组大肠杆菌高密度发酵生产类人胶原蛋白Ⅱ工艺研究
类人胶原蛋白Ⅱ(human—like collagenⅡ，简HLCⅡ)是胶原蛋白族的系列衍生物之一，其生物学性能良好，可以促进上皮细胞和软骨细胞生成，还具有止血功能，且机械性能良好。真空冷冻干燥后质地较硬，室温条件下具成胶性，且胶体性质不易发生改变，适合做人工皮肤、人工血管、手术缝合线、人工骨等医用材料。
本文在本实验室成功构建的重组大肠杆菌基础上，对分批—补料培养生产类人胶原蛋白II的发酵条件进行了研究，主要考察了培养温度、pH、溶氧控制条件、比生长速率和诱导条件五个方面对细胞生长和类人胶原蛋白Ⅱ表达的影响，结果表明：
1．重组大肠杆菌最适生长pH为6.5，类人胶原蛋白Ⅱ最适表达pH为6.8，采取分阶段pH控制方式，即诱导前控制pH6.5，诱导后控制pH6.8，与恒定pH控制相比，不仅适于菌体生长，而且有利于类人胶原蛋白Ⅱ的高效表达，细胞密度为82.3 g·L-1，类人胶原蛋白Ⅱ浓度10.8 g·L-1。
2．初始培养温度为34℃，类人胶原蛋白Ⅱ浓度为11.8 g·L-1。说明适当降低工程菌的培养温度有利于外源蛋白的表达。
3．溶解氧浓度控制在20％时，蛋白表达率高，而且不会造成菌体的氧中毒。在此基础上可以采取分阶段供氧模式，即诱导前控制20％，诱导后控制在40％，可以提高类人胶原蛋白Ⅱ表达量，发酵结束后，细胞密度和类人胶原蛋白Ⅱ浓度分别为83.5 g·L-1和12.2 g·L-1。
4．诱导前后，比生长速率对细胞生长和类人胶原蛋白Ⅱ表达的影响是不同的：诱导前，控制比生长速率在0.20-0.25 h-1，诱导后，控制比生长速率在0.05-0.06 h-1，发酵结束后，细胞密度和类人胶原蛋白Ⅱ浓度分别为13.2 g·L-1和83.9 g·L-1。
5.诱导时机应该控制在细胞对数生长后期，类人胶原蛋白Ⅱ的表达量达到14.5 g·L-1，高于在对数生长中期和中后期进行诱导时类人原蛋白Ⅱ的产量；采取34℃培养10 h后降温至30℃培养，至对数生长后期升温至42℃诱导3h后，降温至39℃继续培养的诱导方式，最终细胞密度和类人胶原蛋白Ⅱ浓度分别为84.5 g·L-1和15.7 g·L-1，平均蛋白得率达到0.71 g.L—1·h-1。
大肠杆菌;高密度发酵;肠杆菌科;类人胶原蛋白;胶原蛋白;生产工艺
西北大学
硕士
微生物学
范代娣
2009
中文
Q512.6;Q939.121
60
2009-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）