蘇云金芽胞桿菌的分批發(fā)酵動(dòng)力學(xué).pdf

1、一般吡啶二羧酸(DPA)占細(xì)胞干重的百分含量是恒定的,但隨著不同菌種和同一菌種不同培養(yǎng)條件,DPA和芽胞數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系不同.通過SAS統(tǒng)計(jì)軟件考察蘇云金芽胞桿菌工程菌BMB005在三種不同培養(yǎng)基中(H<,8>,H<,9>,H<,8>半倍培養(yǎng)基)培養(yǎng)時(shí)的DPA和芽胞數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系是否存在差異,結(jié)果表明:培養(yǎng)條件差異導(dǎo)致這種對(duì)應(yīng)關(guān)系的差異相對(duì)于涂平板計(jì)數(shù)所帶來(lái)的誤差并不顯著;菌株BMB005的DPA和芽胞數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系為y=1.528x-96.19

2、535(x代表DPA的濃度,單位為μg/ml;y代表芽胞數(shù),單位為×10<'7>個(gè)芽胞/ml).因此,在蘇云金芽胞桿菌工業(yè)發(fā)酵中,對(duì)于相同菌種不同培養(yǎng)條件,可用DPA濃度代表芽胞數(shù).利用修正的Contois等模型模擬了蘇云金芽胞桿菌工程菌BMB005分批發(fā)酵的營(yíng)養(yǎng)期和芽胞期碳代謝的動(dòng)力學(xué)過程,首次建立了在以中間代謝物PHB為底物合成DPA和ICPs的條件下,PHB的降解動(dòng)力學(xué)以及DPA和ICPs的生成動(dòng)力學(xué)模型.得到了菌體最大比生長(zhǎng)速率

3、μ<,m>=1.1172/h、菌體對(duì)葡萄糖的得率系數(shù)Y<,X/G>=2.2928g/g、PHB對(duì)葡萄糖的得率系數(shù)Y<,P/G>=0.7547g/g、DPA和晶體蛋白的最大比生成速率(b<,1>=0.0329/h,b<,2>=0.3731/h)以及DPA和晶體蛋白對(duì)PHB的得率系數(shù)(Y<,DP>=0.3666g/g,Y<,C/P>=0.9337g/g)等一系列重要?jiǎng)恿W(xué)參數(shù).這些參數(shù)將會(huì)為殺蟲晶體蛋白的高產(chǎn)和原料利用的優(yōu)化奠定理論基礎(chǔ).通

4、過建立的動(dòng)力學(xué)模型,比較了野生菌YBT1463和其無(wú)質(zhì)粒突變株BMB171以及以BMB171為受體菌轉(zhuǎn)入質(zhì)粒pBMB801的工程菌BMB871的菌體、葡萄糖、PHB、晶體和芽胞數(shù)的生成或消耗的變化過程,同時(shí)對(duì)以上參數(shù)進(jìn)行分析,結(jié)果表明:對(duì)于YBT1463、BMB171以及BMB871來(lái)說,在營(yíng)養(yǎng)期,質(zhì)粒的存在對(duì)菌體最大比生長(zhǎng)速率、菌體對(duì)葡萄糖的得率系數(shù)等參數(shù)影響不顯著,但是顯著提高菌體轉(zhuǎn)化葡萄糖為PHB產(chǎn)率系數(shù)以及葡萄糖的維持系數(shù),充分

5、說明了質(zhì)粒的存在顯著地影響葡萄糖的代謝流;在芽胞期,質(zhì)粒的存在除了和菌株合成晶體有關(guān)以外,對(duì)芽胞合成代謝也有很大影響,主要體現(xiàn)在:質(zhì)粒的存在降低PHB對(duì)DPA的最大比生成速率、DPA對(duì)PHB得率系數(shù),提高PHB的維持系數(shù).質(zhì)粒的這種作用充分證明在蘇云金芽胞桿菌中的質(zhì)粒并沒有給細(xì)胞生長(zhǎng)帶來(lái)代謝負(fù)擔(dān),但影響了葡萄糖代謝流.該文還通過在不同時(shí)期補(bǔ)加各種中間代謝物,來(lái)探討工程菌BMB005的DPA、殺蟲晶體蛋白的合成與外部環(huán)境加碳源代謝的關(guān)系,