重组大肠杆菌产5-氨基乙酰丙酸的工艺改进
5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid， ALA）是生物合成卟啉、叶绿素、亚铁血红素和维生素B12等四吡咯化合物的共同前体物质，广泛存在于微生物、植物和动物细胞中。ALA作为光动力学药物可用于癌症及皮肤病治疗，亦可用作新型除草剂和农药，显示出很广阔的的市场前景。但现阶段利用基因工程菌生产ALA的产量还比较低，且工艺不成熟，离工业化生产有一定的距离。
本文利用重组大肠杆菌Rosetta(DE3)/pET28a(+)-A.R.hemA生产ALA。研究了阶段性厌氧发酵过程对ALA产量的影响，并对ALA的原有发酵工艺进行了改进，优化了原有培养基的成分，达到降低成本，提高ALA产量的目的，为实现ALA工业化生产打下了扎实的基础。
本文首先证明了在ALA发酵过程中，当菌体进入对数生长期时进行45-60min的厌氧发酵操作，该工艺有利于ALA的合成与积累，最终ALA产量达到7.7g/l。当采用间歇性厌氧发酵工艺，从发酵5h起，每4h进行0.5h的厌氧发酵过程，并采用了在发酵6h时，恒速流加葡萄糖0.658g/(1·h)，甘氨酸0.219g/(1·h)，琥珀酸0.384g/(1·h)的工艺，在发酵22h时补加3.0g/l甘氨酸的新的发酵工艺，至发酵结束，ALA的产量可以达到8.4g/l。
本文对ALA的培养基成本进行了探究，用含氮无机盐及动物蛋白胨作为ALA发酵中的氮源，替代原工艺中使用的胰蛋白胨用于ALA的发酵过程。在摇瓶条件下，动物蛋白胨A和80％的硫酸铵均能很好的替代胰蛋白胨用于发酵生产。将其工艺在15L罐上进行放大，动物蛋白胨A的替代效果更好，获得4.0g/l的ALA产量。进一步对其发酵条件进行优化，当控制风量体积比为1.0：0.7，并在发酵5h时进行40-50min的厌氧发酵过程，发酵6h后，以1.0g/(1·h)的速度恒速流加葡萄糖，ALA的最终产量达到7.2g/l，为今后的工业化生产奠定了基础。
5-氨基乙酰丙酸;厌氧发酵;重组大肠杆菌;动物蛋白胨;工艺改进
浙江大学
硕士
生物化工
林建平
2010
中文
TQ920.1;TQ922.9
74
2011-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）