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毕赤酵母合成S-腺苷甲硫氨酸的代谢工程研究

发布时间:2021-08-19 11:27
  S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine,SAM)是生物体内一种重要的中间代谢物,可作为药物和保健品,具有广阔的应用前景。本课题组在前期工作中构建了一系列合成SAM的重组毕赤酵母(Pichia pastoris):DS16(过表达高活性重组SAM合成酶),G12(弱化DS16中的β-胱硫醚合成酶基因cys4),G/Dspe(敲除DS16中的S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因spe2),DS16/DsvA和DS16/DsvP(敲除DS16中的spe2且敲入透明颤菌血红蛋白基因vgb,前者用PAOX调控vgb,后者为PsADH2)。为进一步促进SAM合成,我们以这些重组菌生理特性分析为基础,开展代谢工程研究。在正常摇瓶培养条件下,DS16/DsvA和DS16/DsvP的最大比生长速率和存活率均高于G/Dspe,且SAM体积产量分别提高了 14.3%和4.6%。在低氧摇瓶培养时,DS16/DsvA和DS16/DsvP仍可维持较高存活率,SAM体积产量比G/Dspe提高19.1%和9.6%。在5L罐中控制发酵过程溶氧为10~15%,诱导30 h后DS16/DsvA和DS16/D... 

【文章来源】:华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:73 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

毕赤酵母合成S-腺苷甲硫氨酸的代谢工程研究


图1.1?SAM的分子结构??Fi.1.1?Molecular?structure?of?SAM??

存活率,正常条件


?-? ̄DS16?-a-DS16/DsvA?.2?-^-DS16?-a—DS16/DsvA??20?^?G/Dspe?▼—DS16/DsvP?>?60?-?—G/Dspe?—DS16/DsvP??10——■——1——■——1——?——1——■——1——■——?50——■——1——■——1——■——1——■——1——1——??0?20?40?60?80?100?0?20?40?60?80?100??Induction?Time?(h)?Induction?Time(h)??图3.1重组菌正常条件下的生长(A)和存活率(B)??Fig.3.1?Growth?curve(A)?and?cell?viability(B)?of?recombinant?strains?under?oxygen?non-limiting??conditions??导入Vg/)基因不仅能促进菌体生长,在提髙菌体存活率上也有很明显的效果,如图3.1B??所示,在发酵后期无论是JZW2还是JOY调控v砂表达的菌株,其存活率均高于无vg6??的菌株,DS16的存活率为83%,?G/Dspe的存活率为82%,而DS16/DsvA的存活率达到了??94%,?DS16/DsvP为87%,可见用JOY调控更利于重组菌维持教高的存活率。这可能??是因为dOV是甲醇诱导的强启动子,比低氧诱导的JD//2强度更高,导致v妙在DS16/DsvA??中的表达水平更高。??3.1.2?SAM?产量??为了考察导入v#)基因并且敲除切以基因对毕赤酵母产SAM的影响,96小时测定各??重组菌的SAM积累量。结果如图3.2所示,相比出发菌DS16,三株改造后的菌SAM产?

低氧,条件,存活率,菌体


第26页?华东理工大学硕士学位论文????2?0??m?1?^a? ̄ ̄Unspecific?SAM?production?Volumetric?production?of?SAM?]?_??I?no:?£?||??__?n?_!??i"::;?I?I?1?1^1??兰?〇t ̄ ̄■?■?■?*-J〇.〇?>??DS16?G/Dspe?DS16/DsvA?DS16/DsvP??图3.2正常条件下四株菌的产量??Fig.3.2?SAM?production?of?recombinant?strains?under?oxygen?non-limiting?conditions??3.2低氧条件下摇瓶发酵??3.2.1菌体生长与存活率??将四株菌接种至含有YPG液体培养基的摇瓶中培养两天,然后将此高菌浓的培养液??转移至250?mL摇瓶,装液量为100?mL,转速为130?rpm,以此来限制供氧,并进行诱导??表达和SAM合成,考察限氧条件对重组菌特性的影响。如图3.3A所示,在开始诱导的2??天内,菌浓会持续上升,此后随着氧限制加剧,菌体生长受抑制,随着不断补加甲醇和甲??硫氨酸,菌浓有所下降,但插入基因的重组菌仍比另两株菌高。在存活率方面,四株??菌的情况与正常培养条件下相似,依然是DS16/DsvA最高为92%,G/Dspe最低为75%。??A70[?-*-DS16?^-DS16/Dsva[?Bl〇〇f^=4==^4?T—^1 ̄T?T??—G/Dspe」v—DS16/DsvP?V?—2?^T?4—▲一_1??Q?s〇?^?^?6Q?.?-^-G/Dspe-^DS^/DsvP??45?I?.?i?

【参考文献】:
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本文编号:3351326

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