重組畢氏酵母發(fā)酵過程的代謝－氧傳遞組合模型.pdf

1、由于作為外源基因受體的巨大優(yōu)勢(shì)，畢氏酵母近年來已成為倍受青睞的外源蛋白表達(dá)系統(tǒng)。本文以重組畢氏酵母生產(chǎn)人血清白蛋白過程為例，對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究： 1、重組畢氏酵母代謝模型 以畢氏酵母 (Pichia pastoris) 生產(chǎn)重組人血清白蛋白 (rHSA) 培養(yǎng)過程為對(duì)象建立代謝模型。該模型描述了畢氏酵母以甘油和甲醇為碳源時(shí)的物質(zhì)流和能量流的平衡關(guān)系。利用該模型可以解得比碳源消耗速率、比生長(zhǎng)速率、比乙酰輔酶A生成速率

2、、比氧消耗速率等關(guān)鍵的反應(yīng)速率。進(jìn)一步，將該模型與生物反應(yīng)器模型相結(jié)合，獲得了操縱變量（補(bǔ)料速率）和狀態(tài)變量（細(xì)胞干重濃度、基質(zhì)濃度、蛋白濃度和發(fā)酵液體積）之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明，畢氏酵母代謝模型能較好地描述細(xì)胞的生長(zhǎng)和外源蛋白的表達(dá)。 2、重組畢氏酵母發(fā)酵過程的氧傳遞模型 分析了在機(jī)械攪拌反應(yīng)器中，重組畢氏酵母發(fā)酵過程的氧傳遞，建立了氧傳遞模型。氧傳遞模型與攪拌速率、通氣量、 溶氧、發(fā)酵液體積及發(fā)酵溫度相關(guān)聯(lián)。在

3、擬穩(wěn)態(tài)下，由氧傳遞模型估算的氧傳遞速率與由代謝模型得到的攝氧率較為吻合，較好地描述了畢氏酵母發(fā)酵過程中氧的供需狀況。對(duì)氧傳遞模型在細(xì)胞干重在線估計(jì)上的應(yīng)用作出了討論，采用在線滾動(dòng)辨識(shí)技術(shù)對(duì)YX/O2（細(xì)胞生長(zhǎng)對(duì)氧的得率系數(shù)）及mO2/X（氧的維持系數(shù)）進(jìn)行辨識(shí)。細(xì)胞干重濃度估計(jì)值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。 3、分析與討論 針對(duì)發(fā)酵過程中出現(xiàn)的甲醇誘導(dǎo)期細(xì)胞干重濃度下降的現(xiàn)象進(jìn)行了研究，得出細(xì)胞消耗自身累積的儲(chǔ)存糖源以維持生命是引起