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安琪酵母工程菌發酵優產氨基酸

  2013年5月10日,“第二屆新型有機氮源應用與發展研討會”在廣西柳城舉行,國內外168名協會領導、企業代表、專家、專業技術人員參加了會議。會上,天津科技大學徐慶陽博士代表氨基酸發酵領域知名專家天津科技大學陳寧教授做了題為“工程菌發酵生產氨基酸的氮源選擇與過程調控”主題報告。

  據徐慶陽博士介紹,在氨基酸發酵生產中,采用基因工程技術構建的工程菌應用越來越多,因此工程菌發酵的培養基選擇和過程調控成為關注的焦點。工程菌由于帶有外源基因,其發酵有自身特有的特點。外源基因的穩定性非常關鍵。增加外源基因穩定性的方式,包括菌體上游改造中載體和宿主的選擇、施加選擇壓力、控制基因過量表達以及培養條件的控制。徐慶陽博士著重強調了通過溫度、pH和DO來增加外源基因的穩定性。通常低溫有利于外源基因穩定地遺傳;過低的溶氧濃度則導致乙酸的大量生成,菌體生長受到抑制,質粒穩定性降低。此外,徐博士還指出在基因工程細胞培養工程中,表達效率與質粒拷貝數有關。在質粒穩定基礎上,盡可能提高細胞內質粒拷貝數。

  對于氨基酸產生菌株培養基中碳源的選擇,過低或過高的初糖濃度都不利于菌體生長和產酸。發酵過程中,維持發酵液中低葡萄糖濃度,菌體比生長速率較小,質粒穩定性高,乙酸生成量少。

  對于工程菌發酵而言,有機氮源是非常重要的影響因素,有機氮源中總氮、氨基氮、氨基酸含量對菌體的生長代謝、比生長速率、質粒拷貝數、質粒穩定性、相關酶表達活力的影響很大。工程菌發酵培養基一般選用含有快速和慢速利用的混合氮源。速效氮源有利于菌體利用,促進菌體生長;遲效氮源延長代謝產物的分泌期、提高產物的產量,但一次投入也容易促進菌體生長和養分過早耗盡,以致菌體過早衰老而自溶。

  據徐慶陽博士介紹,在諸多有機氮源中,酵母浸粉中含有大量游離氨基酸,應用于工程菌氨基酸發酵,減少了菌體合成代謝的需求量,降低比攝糖速率,最終減少發酵過程中乙酸的產生,解除乙酸對細胞生長和產酸的抑制。酵母浸粉作為工程菌氨基酸發酵的有機氮源對于菌體的生長和氨基酸的合成最為有利。

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