酵母提取物诱导重组大肠杆菌合成HrpNEcc蛋白的研究

 【目的】HrpNEcc蛋白是一种起细胞信号作用的蛋白激发子,通过激活植物遗传系统的多基因表达调控,诱导植物的广谱抗病性、驱虫性和抗逆性,促进植物生长发育,因此在农业生产中具有重要意义。在hrpNEcc重组大肠杆菌高密度发酵廉价诱导剂的筛选工作中,偶然发现不添加任何外源诱导剂的TB培养基对照处理也有HrpNEcc蛋白合成。本研究旨在找出引起对照处理中HrpNEcc蛋白合成的诱导因子,并研究诱导因子的来源和含量对HrpNEcc蛋白合成的影响。【方法】摇瓶发酵培养重组大肠杆菌,离心收集菌体,用考马斯亮蓝染色法测定菌体总蛋白,SDS-PAGE检测目的蛋白条带,并结合Bandscan软件计算出HrpNEcc蛋白含量。【结果】在不添加任何外源诱导剂的情况下,用TB培养基发酵生产重组大肠杆菌E. coli BL21(DE3)/pET30a(+)hrpNEcc,HrpNEcc蛋白最高产量可达301.45 mg?L-1,比在IPTG诱导下,用LB培养基发酵生产的HrpNEcc蛋白产量提高72.43%。进一步研究证实,TB培养基中的酵母提取物（yeast extract）含有某些诱导因子能够诱导hrpNEcc基因表达合成HrpNEcc蛋白,并且hrpNEcc的表达水平随酵母提取物来源和浓度的不同而存在较大差异。【结论】在不添加任何外源诱导剂的情况下,高含量的酵母提取物诱导重组大肠杆菌hrpNEcc表达合成HrpNEcc蛋白,但其诱导机制还有待进一步研究。     

基因工程牛生长激素高密度发酵表达的研究

通过对重组牛生长激素基因工程大肠杆菌摇瓶和5、30 L发酵罐发酵表达的研究,建立了基因工程牛生长激素的高密度发酵表达工艺,菌体密度最高可达到OD550=120,rbIL-2的表达量占菌体总蛋白的20%以上.     

重组人瘦素大肠杆菌的高密度发酵与瘦素的纯化

[目的]探索获得大量高纯度重组人瘦素的方法。[方法]通过5 L发酵罐对重组人瘦素大肠杆菌pET32a-OB[BL21（DE3）]进行了高密度发酵,并通过DEAE sepharose Fast Flow阴离子层析分离将IPTG诱导表达的人瘦素进行纯化,并通过ESI-Q-TOF-MS/MS分析验证目的蛋白。[结果]得到的培养物为3 L左右,OD600为20.25,纯化后的人瘦素纯度为98%左右。[结论]发酵罐发酵得到的菌体密度要远大于正常用三角瓶培养的菌体密度,阴离子交换层析法制备重组人瘦素符合大量生产高纯度重组人瘦素的要求。     

重组大肠杆菌的高密度发酵放大工艺研究

在初步筛选获得性价比较好的大肠杆菌高密度发酵培养基的基础上,以表达溶菌酶基因的pcDNKLYZ重组质粒转化的大肠杆菌DH5α为模型,用150 L发酵罐进行工艺放大研究,通过对细菌生长密度(D600 nm值)、质粒产量的比较和分析,探讨用于重组质粒规模化生产的发酵工艺。结果表明:国产培养基中添加100 mL.L-1甘油、磷酸盐和硫酸盐后,重组菌的生长密度和质粒产量均与进口LB培养基接近或略高;收集的菌体分别于-70和-20℃保存,质粒提取和定量检测结果显示保存6周后质粒产量无明显变化;质粒提取和定量检测结果显示每克湿菌用5 mL溶液悬浮,可获得较高的质粒产量。     

重组G蛋白基因工程菌高密度发酵研究

[目的]探索基因重组工程菌高密度发酵工艺,为得到高浓度和高产量的链球菌(Streptococcus)G蛋白(SPG)奠定基础。[方法]通过一级摇瓶、二级种子罐培养,以及将菌种转接到发酵罐并进行分批补料高密度培养,探讨了IPTG加入量等条件对发酵的影响,考察了接种量、氧气、pH、培养方式等发酵工艺。[结果]高密度发酵能得到至少80 g/L的菌体,最高达到150 g/L,每升发酵液可得到1 g的SPG。SPG高密度发酵的生产条件为:接种量10%,通气量1 vvm,溶氧控制在30%～45%,发酵过程控制pH 7.0～7.2,IPTG的诱导浓度为0.2 mmol/L,时间为4 h,发酵后SPG总蛋白能达到菌体蛋白的20%以上。[结论]利用该生产工艺可得到高浓度菌体和高产量SPG。     

Fibrolase表达菌自诱导摇瓶发酵研究

[目的]解决Fibrolase表达时的渗漏问题,实现高密度发酵。[方法]先在培养基中培养Fibrolase大肠杆菌胞内可溶表达工程菌,再按1%的接种量接种到ZYM-5052培养基中培养,定时取样,研究可溶表达工程菌表达量、菌体量与培养时间的关系,进行纯化和活性分析。[结果]自诱导表达能明显提高菌体收获量和目的蛋白表达量,在培养14 h时表达量和菌体量达到最大值,纯化的重组Fibrolase具有明显的纤溶活性。[结论]该方法能有效抑制表达渗漏问题,实现高密度发酵。     

基因工程菌的高密度发酵研究

就基因工程菌高密度发酵工艺的几个主要影响因素,包括重组菌构建、培养条件、生长抑制因子以及它们的控制技术等因素进行了综述;分析了这些因素对目的蛋白表达的影响;介绍了基因工程菌高密度发酵领域的一些研究进展.     

重组猪抑制素的高密度发酵生产条件优化

抑制素(INH)是性腺组织分泌的一种糖蛋白,可通过抑制促卵泡素分泌和性腺组织发育,在动物繁殖活动中起着重要的调控作用。通过对INHα亚基免疫,中和动物体内的INH,可解除INH对动物繁殖活动的抑制作用,从而提高动物的繁殖力。为获得大量重组的INHα亚基蛋白,满足生产的需要,本研究对发酵罐高密度发酵工艺进行探索,并分别对发酵培养基的类型、乳糖诱导浓度、诱导时间进行优化。结果表明,采用TB培养基发酵至20 h,菌体D600 nm值达到最大,为22.84,菌体总湿质量为25.48 g/L,显著高于其他2种培养基,综合比较细菌生长趋势、菌体总湿质量以及培养基成本等因素,TB培养基较适用于重组INH的发酵罐生产;终浓度为10 g/L的乳糖诱导5 h可达到最高蛋白表达量,占菌体总蛋白的50%以上,发酵结束时D600 nm值达到36,细菌总湿质量达到28.66 g/L。     

试论生物发酵技术在饲料加工中的应用

发酵技术是指大量使用微生物的发酵效果,利用一定的高科技手法控制发酵过程从而生产出发酵产品的技术。一般情况下,植物是生物发酵的原料,利用植物生产出来的饲料具有极高的营养价值,便于动物的吸收与生长,所以生物发酵技术的发展前景较好。本文主要通过对生物发酵技术在饲料加工中的应用进行研究。     

重组UK114工程菌的高密度发酵培养

为了鉴定重组UK114基因工程菌是否稳定表达,并进行初步的高细胞密度发酵试验。将重组基因工程菌BL21(DE3)/p GEX-4T-3-UK114进行菌种的传代培养并酶切检测;在保持菌种不变情况下,在5 L高密度发酵罐中,采用补料分批培养方法进行高密度发酵。结果表明,重组基因工程菌BL21(DE3)/p GEX-4T-3-UK114传代20代后质粒稳定存在,高密度发酵结束菌体浓度OD600大于50,融合蛋白量占菌体总蛋白量的31%,其含量达到2.1 g/L,工程菌获高效表达。     

小麦自噬相关基因ATG4和ATG8的原核表达及蛋白纯化

细胞自噬与植物生长、发育和逆境响应等过程密切相关。本研究构建了小麦重要自噬相关基因TaATG4a和TaATG8h的原核表达载体并导入大肠杆菌。IPTG诱导表达后的蛋白质SDS-PAGE电泳结果表明,两个基因在大肠杆菌中均能够高效表达,表达重组蛋白的分子量与预测分子量基本一致。利用Ni柱亲和层析方法进一步获得了纯度较高的重组蛋白,为今后的体外酶活分析、抗体制备和Western杂交等研究奠定了基础。     

大肠杆菌高密度发酵补料调控策略的研究进展

高密度培养技术 (High-cell-density cultivation ,HCDC),也就是高密度发酵技术 ,提高菌体的发酵密度 ,最终提高产物的比生产率 (单位体积单位时间内产物的产量 )不仅可以减少培养体积、强化下游分离提取 ,还可以缩短生产周期、减少设备投资从而降低生产成本 ,能极大地提高产品在市场上的竞争力.这一目的的实现 ,除了重组菌本身的表达性质外 ,还必须赋予重组菌生长和产物表达的最适环境条件 ,包括适宜的培养基组成、合适的培养温度、pH、稳定的比生长速率、适宜的溶解氧以及营养物的合理流加等.     

含腐败梭菌α毒素和产气荚膜梭菌ε毒素基因的重组大肠杆菌的高密度发酵和免疫效果

为确定含腐败梭菌α毒素和产气荚膜梭菌ε毒素重组蛋白的生产效率并评价其作为抗原的免疫效果,用生物反应器对重组大肠杆菌DE3-pET-AE进行高密度发酵,并将其制苗后以不同抗原剂量分别接种家兔和绵羊,间隔21 d进行二免,分别测定一免、二免动物混合血清的中和效价。发酵结果显示,培养物菌体密度D_(600 nm)达20.3,相对表达量为27.6%,D_(600 nm)与相对表达量的乘积为摇瓶培养的6.5倍,菌体湿质量为37.2 g/L;十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)结果显示,目的蛋白以可溶形式表达。动物免疫效果评价结果显示,在家兔和绵羊上,抗原含量与免疫效果在一定的范围内均呈正相关,当接种量为300μg/只时,免疫效果均最好;对腐败梭菌毒素与D型产气荚膜梭菌毒素的血清中和效价,在家兔上一免、二免分别达4与30、15与200,在绵羊上一免、二免分别达2与30、12与250。结果表明,DE3-pET-AE菌高密度发酵可获得高产量蛋白抗原,且抗原的免疫效果明显优于《中华人民共和国兽药典》合格标准。     

联合生物加工木质纤维素生产生物乙醇的研究进展

木质纤维素乙醇的联合生物加工过程(consolidated bioprocessing,CBP)是将纤维素酶和半纤维素酶的生产、纤维素水解和乙醇发酵过程组合或部分组合,这过程通过一种微生物完成,工艺简单,操作方便,有利于降低生物转化过程的成本。本文主要介绍了在生产生物乙醇的过程中,使用能产纤维素酶且能发酵产乙醇的双功能单一菌株,尤其是真菌和一些嗜热微生物利用木质纤维素直接生产生物乙醇,或者通过基因工程将异源纤维素酶系统导入到一些生长较快、研究较为成熟的真菌表达系统或细菌表达系统中表达,最常研究的就是酿酒酵母和大肠杆菌。研究纤维素酶和半纤维素酶在酿酒酵母中表达的进展及利用酿酒酵母和大肠杆菌联合加工纤维素乙醇的策略。     

小麦选择性自噬关键基因NBR1的原核表达

自噬参与了动植物的生长、发育、衰老和逆境胁迫响应等过程。NBR1是选择性自噬的底物受体之一,其识别泛素化的特定蛋白底物并通过与自噬膜上的ATG8互作引导底物进入自噬降解过程。在前期克隆了两个小麦NBR1基因的基础上,本研究通过常规的分子克隆技术构建了两个基因的原核表达载体并将其转化到大肠杆菌中,利用SDS-PAGE方法鉴定了两个NBR1基因在大肠杆菌中的表达情况。结果表明,导入大肠杆菌的两个小麦NBR1均能够被IPTG诱导表达;表达重组蛋白两端含有His(6)标签,其表观分子量与理论分子量基本一致;重组蛋白在诱导后2 h即表现较高的表达量,并在诱导后4 h达到最高的表达量。研究结果为后续小麦NBR1蛋白的纯化、抗体的制备以及该蛋白的互作性质、表达特征等功能研究工作奠定了基础。     

毕赤酵母植酸酶基因工程菌高密度培养及诱导表达

研究了毕赤酵母基因工程菌高密度发酵培养方式和植酸酶基因高效表达策略.采用逐步增加流加方式进行高密度培养,结果发酵液中细胞干重达到64g/L.通过在线检测细胞消耗甲醇的MSUR,估算细胞在单位时间内对甲醇需求量,从而确定甲醇流加速率,采用此种方法可使重组毕赤酵母高水平表达植酸酶,最终发酵上清液中总蛋白量为8.58 g/L,植酸酶活力达到853 U/mL.     

水稻几丁质酶的表达及其酶学基本性质

利用甲醇诱导重组Pichia pastoris在发酵罐中表达几丁质酶,在发酵过程中根据溶氧变化控制甲醇流加速度.结果显示,蛋白表达量随菌体密度的增加而增加,酶活最高达56 U/ml.该几丁质酶具有良好的耐热性和pH适应性,在pH 2.0和pH 5.0有2个最适反应pH;在pH 3.0稳定性最好;40 ℃为其最适反应温度;在60 ℃保温3 h仍保持81%的酶活性;该几丁质酶对病原菌生长有一定程度抑制作用.     

重组苏芸金杆菌杀虫晶胞蛋白的高效表达

重组质粒pSC66d(Cry IAb601)转化大肠杆菌DH5a后,接种TCB培养基,经SDS-PAGE电泳和电镜分析,晶胞蛋白基因在大肠杆菌细胞中得到高效表达,表达产物分子量约130KD,在细菌细胞中形成卵圆形包涵体.比较了重组菌株在不同培养基中的生长及晶胞蛋白的表达水平,结果说明重组菌株在LB及2×YT培养基中的生长及表达均较低,在TCB培养基中细菌生长良好,晶胞蛋白高效表达,表达量可达细菌总蛋白的63.4%,较出发菌株GH9601增加17.8倍.测定了纯化的晶胞蛋白对4种鳞翅目昆虫的杀虫活性.     

溶氧对氨基酸发酵的影响及其控制

溶解氧是指溶解于水分子状态的氧。在氨基酸发酵过程中必须提供氧气,菌体才能繁殖和积累所需的代谢产物。研究溶氧对氨基酸发酵的影响及其控制对提高生产效率、改善产品质量等方面有着重要的意义。     

玉米废渣水生产酵母单细胞蛋白

国内有大量玉米深加工厂,即湿法淀粉糖厂,在生产过程中排放的大量玉米浸泡水和玉米皮渣等废渣及废水,可通过酵母发酵加工生产一种饲用级酵母单细胞蛋白添加剂,这是饲料工业用的优质蛋白质原料。