杆菌肽发酵过程中氨基酸等成分的测定方法研究和应用
Determination of Amino Acids and Inorganic Ions in Cultures and Its Application in Bacitracin Fermentation Process
"代谢工程"研究的主要内容就是在进行目标明确的基因操作的同时,对"代谢流"进行定性和定量的分析,并在此基础上对细胞的代谢网络进行"功利性"调控.代谢流研究的结果常用数学术语和反应动力学方程来描述,其中特别强调代谢中间体流经各自途径的速率. 培养基的初始营养成分在很大程度上决定了微生物发酵时的代谢途径;所以,在发酵过程中对各种培养基成分进行全面的分析,则可以提供比较完整的代谢流信息,为揭示代谢网络中底物的消耗速率、产物的生成速率、能量的传递过程、代谢网络节点等关键性的问题提供科学依据.在研究了合成培养基中的代谢网络的基础上,对工业化生产用培养基和工业化生产过程进行全面的成分分析,有利于缩短科研与产业之间的距离,也有利于迅速提高工业化生产水平、提高多组分产物中的目标产物含量或得到新的产物. 杆菌肽是多肽类抗生素,其生物合成途径主要涉及氨基酸的代谢,相对于其他成分而言对氨基酸的定量分析和氨基酸代谢流的定性研究会有利于工业化生产的发酵代谢调控,对提高产量十分重要.本论文的研究工作采用了毛细管电泳技术测定了杆菌肽发酵过程中各游离氨基酸的含量,并分析了氨基酸含量的动态变化以及这些变化与杆菌肽发酵效价之间的关系,在此基础上初步确定了杆菌肽发酵过程中的部分代谢流方向和规律,即在低浓度的有机氮源发酵培养基中,菌体代谢的EMP途径被部分抑制,即从3-PG向PEP的转化过程被抑制;当提高了发酵培养基中的有机氮源浓度后,不但解除了菌体内被抑制的从3-PG向PEP转化的过程,同时TCA循环也得到了加强,这种变化有利于提高杆菌肽的发酵效价.另外,提高发酵培养基中Lys的浓度加强了发酵前期的TCA循环,同样有利于提高杆菌肽的发酵效价. 此外,本论文建立了培养基中无机离子的毛细管电泳检测方法,并利用此方法对天然有机氮源中的十几种无机离子含量进行检测与分析;同时对有机氮源中钙、镁、磷离子的含量用经典化学分析法作了对比检测.通过两者的比较,证实了毛细管电泳法所具有的诸多优点,如可以同时测定多种离子、操作简便、分析速度快、抗干扰能力强、预处理简单、所需的样品量少等.
- 作者：
- 林纲
- 学位授予单位：
- 上海医药工业研究院
- 专业名称：
- 微生物与生化药学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2006年
- 导师姓名：
- 赵文杰
- 中图分类号：
- TQ464.7
- 关键词：
- 培养基；代谢；毛细管电泳；无机离子；氨基酸
- culture；metabolization；capillary electrophoresis；inorganic ions；amino acids