不透明紅球菌生物合成α-酮異己酸的研究.pdf

1、α-酮異己酸(KIC)，是支鏈氨基酸-亮氨酸的中間代謝產(chǎn)物，在生物體內(nèi)氨基酸的新陳代謝和氧化還原狀態(tài)的維持過程中具有重要作用，同時(shí)也是有機(jī)合成、藥物合成及生物合成的關(guān)鍵中間體。α-酮異己酸被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、食品工業(yè)和動物飼料等領(lǐng)域。
　　 本論文以一株能合成L-氨基酸氧化酶的不透明紅球菌(Rhodococcus opαcus DSM43250)為研究菌株，以α-酮異己酸產(chǎn)量的提高為目標(biāo)對發(fā)酵過程和轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行了一系列的優(yōu)化。

2、主要研究結(jié)果如下：
　　 1.建立了高效液相色譜法測定轉(zhuǎn)化液中α-酮異己酸含量的檢測方法，考察了流動相濃度、甲醇濃度、柱溫、pH和流動相流速對保留時(shí)間和峰面積的影響，確定高效液相色譜測定α-酮異己酸的最佳條件為：流動相為0.01mol/L的磷酸氫二銨(pH2.50)和甲醇的混合溶液，其體積配比為90:10，流速0.8mL/min，柱溫35℃，進(jìn)樣量10μL;采用ZORBAX SB-Aq(4.6×250mm,5μm)色譜柱，在波長

3、203nm條件下進(jìn)行紫外檢測。
　　 2.利用單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面法對不透明紅球菌轉(zhuǎn)化合成α-酮異己酸的培養(yǎng)基組分進(jìn)行了優(yōu)化，通過SAS軟件回歸分析建立二次多項(xiàng)式模型，確定最佳培養(yǎng)條件為：(NH4)2SO40.23g/L，麥芽膏2.42g/L,NaNO31.43g/L。在此培養(yǎng)條件下α-酮異己酸的最高產(chǎn)量為23.93mg/L。
　　 3.利用響應(yīng)面法對不透明紅球菌轉(zhuǎn)化合成α-酮異己酸的培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，通過SAS軟件回歸

4、分析建立了二次多項(xiàng)式模型，確定最佳培養(yǎng)條件為：接種量6.93％，裝液量33.38mL，初始pH7.6。在優(yōu)化后的培養(yǎng)條件下α-酮異己酸最高產(chǎn)量為30.97mg/L。
　　 4.采用3L自動發(fā)酵罐，對不透明紅球菌分批發(fā)酵中pH、攪拌速率和通氣量對發(fā)酵的影響進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分批發(fā)酵最佳的控制條件為：pH7.25，通氣量1.0vvm，攪拌速率300r/min。在最佳的控制條件下，分批發(fā)酵中α-酮異己酸的最高產(chǎn)量達(dá)到267mg