Vc调控氧化胁迫对ε-PL发酵的影响
发布时间：2021-11-06 06:48
ε-聚赖氨酸（ε-poly-L-lysine,ε-PL）主要是由链霉菌液态发酵生产的食品级防腐剂。通过多种育种手段加强ε-PL合成能力,已成为提高产物水平的重要途径;但是很少有研究关注到如何消除生产过程中不利的因素,创造适宜ε-PL合成的有利环境。本研究对菌株Streptomyces sp.AF3-44产ε-PL过程参数进行监控,通过单因素实验优化发酵工艺。从生理生化角度出发探讨氧化损伤、ε-PL、菌体活力三者间的关系,并通过添加合适外源物改善菌体活力,提高ε-PL产量。主要内容与结果如下:（1）在5 L发酵罐中进行单因素优化实验,确定AF3-44发酵最佳溶氧为20%,最佳pH 4.0。在此最佳条件下,分批发酵ε-PL产量最高达到了5.45±0.11 g·L-1,菌体干重为14.54 g·L-1。相比于其他条件,此条件下,ε-PL产量、单位菌体合成ε-PL能力、底物转换率均是最高的;实验证实:高pH有利于菌体的生长但是不利于ε-PL的合成,而低pH则严重影响了菌体生长及代谢,ε-PL和菌体干重同步降低。（2）通过对菌体的活力染色和ROS染色,...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：44 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ε-PL结构式Fig.1-1Chemicalstructureofε-PL
图 3-6 细胞内 ROS 和细胞活力染色Fig. 3-6 Cell intracellular ROS staining and viability staining注：彩色图片为荧光下拍摄的影像，黑白图片是明场下拍摄的影像Note: The color figures are fluorescent images; the black and white figures are light images.2 H2O2的胁迫效应姚丹丹等[58]在对枯草芽孢杆菌合成过氧化氢酶（CAT）的研究中，采用外源持醇和 H2O2的方法来增强氧化胁迫效应，进而诱导 CAT 的过量合成；Wei 等[59]霉菌 5008 通过添加 H2O2诱导 ROS，来提高有效霉素 A 的生产，通过优化 H2O量和添加时间，细胞内 ROS 水平升高，有效霉素 A 生产浓度在第 4 天提高 4启发，如果在ε-PL发酵过程中通过短时间添加外源氧化物质来增强氧化胁迫效同样可以提高抗氧化物酶的活力，进而提升菌体活力，促进 ε-PL 产量的提高?H2O2由于不含有未成对电子，因此不是自由基。与其他自由基相比，H2O2的稳定。通常分解率仅为 1%。H2O2具有较强的氧化性，它可以氧化一些酶的活使酶失活。一般认为 H2O2通过芬顿反应产生的·OH 对生物体所带来的危害远O2本身对细胞的氧化损伤。
图 3-8 细菌中的转录因子系统Fig. 3-8 Transcription factor system in bacteria电子呼吸链，SoxR：SoxR 调控子，SoxS：SoxS 调控子，OxyR：Oxy: electronic respiratory chain, SoxR: SoxR regulator, SoxS: SoxS regulato9 所示：在 H2O2胁迫作用下，CAT 的活力得到迅速的提高。2实验组CAT的活力普遍高于对照，24 h尤为明显实验组CAT从到 340.81±0.33 U·mg-1，48 h 和 72 h 添加 H2O2实验组 CAT 活9%和 32.97%；SOD 与 CAT 表现有所不同，在对照条件下，S的趋势，SOD 下降的趋势也同样出现在添加 H2O2的实验组里；刺激了 SOD，24 h 时实验组 SOD 是对照组的 1.54 倍，但是 24对照组，这也与文献报道相符合[46]。对照10 mmol·L-1H2O220对照 10活(U·m-g1)(B)
【参考文献】：
期刊论文
[1]链霉菌ε-聚赖氨酸发酵过程中的氧化胁迫效应[J]. 颜鹏,孙浩本,毛忠贵,唐蕾. 微生物学通报. 2017(11)
[2]葡萄糖发酵生产ε-聚赖氨酸工艺优化[J]. 许永杰,张龙,潘龙,陈旭升,毛忠贵. 食品与发酵工业. 2017(09)
[3]ROS在细菌耐药及抗生素杀菌中的作用机制[J]. 马丽娜,米宏霏,薛云新,王岱,赵西林. 遗传. 2016(10)
[4]Genome shuffling筛选ε-聚赖氨酸高产菌及其对代谢流量分配的影响[J]. 李双,颜鹏,曾晨,张宏建,毛忠贵,唐蕾. 微生物学通报. 2016(12)
[5]细菌产生的活性氧及其功能[J]. 刘武康,吴淑燕,陈国薇,张超,吴嫚,李森,刘箐. 微生物学杂志. 2016(01)
[6]发酵过程流加L-谷氨酸提高ε-聚赖氨酸的产量[J]. 董难,陈旭升,任喜东,曾昕,孙启星,张建华,毛忠贵. 食品与发酵工业. 2013(07)
[7]超氧化物歧化酶活性的测定[J]. 史竞艳,罗辛茹,鲍江鸿,赵子德,黄丹,向乾坤. 湖北大学学报(自然科学版). 2012(04)
[8]ε-聚赖氨酸在冷鲜猪肉保鲜中的应用[J]. 张全景,冯小海,徐虹,张扬,曹玉娟. 食品科学. 2011(02)
[9]活性氧胁迫促进枯草芽孢杆菌WSHDZ-01过量合成过氧化氢酶[J]. 姚丹丹,刘立明,李江华,华兆哲,堵国成,陈坚. 生物工程学报. 2009(05)
[10]葡萄糖酸钙对L-组氨酸发酵的影响及条件优化[J]. 赵建云,张伟国. 生物技术. 2008(05)
博士论文
[1]小白链霉菌同步代谢葡萄糖和甘油合成ε-聚赖氨酸的生理机制研究[D]. 曾昕.江南大学 2016
[2]小白链霉菌响应酸性pH高产ε-聚赖氨酸的生理解析[D]. 任喜东.江南大学 2015
[3]氧化胁迫对球孢白僵菌生理及代谢影响的研究[D]. 张琛.安徽农业大学 2013
[4]单核细胞增生李斯特菌超氧化物歧化酶在菌膜形成中的功能解析[D]. 索玉娟.上海交通大学 2013
本文编号：3479380
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：44 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ε-PL结构式Fig.1-1Chemicalstructureofε-PL
图 3-6 细胞内 ROS 和细胞活力染色Fig. 3-6 Cell intracellular ROS staining and viability staining注：彩色图片为荧光下拍摄的影像，黑白图片是明场下拍摄的影像Note: The color figures are fluorescent images; the black and white figures are light images.2 H2O2的胁迫效应姚丹丹等[58]在对枯草芽孢杆菌合成过氧化氢酶（CAT）的研究中，采用外源持醇和 H2O2的方法来增强氧化胁迫效应，进而诱导 CAT 的过量合成；Wei 等[59]霉菌 5008 通过添加 H2O2诱导 ROS，来提高有效霉素 A 的生产，通过优化 H2O量和添加时间，细胞内 ROS 水平升高，有效霉素 A 生产浓度在第 4 天提高 4启发，如果在ε-PL发酵过程中通过短时间添加外源氧化物质来增强氧化胁迫效同样可以提高抗氧化物酶的活力，进而提升菌体活力，促进 ε-PL 产量的提高?H2O2由于不含有未成对电子，因此不是自由基。与其他自由基相比，H2O2的稳定。通常分解率仅为 1%。H2O2具有较强的氧化性，它可以氧化一些酶的活使酶失活。一般认为 H2O2通过芬顿反应产生的·OH 对生物体所带来的危害远O2本身对细胞的氧化损伤。
图 3-8 细菌中的转录因子系统Fig. 3-8 Transcription factor system in bacteria电子呼吸链，SoxR：SoxR 调控子，SoxS：SoxS 调控子，OxyR：Oxy: electronic respiratory chain, SoxR: SoxR regulator, SoxS: SoxS regulato9 所示：在 H2O2胁迫作用下，CAT 的活力得到迅速的提高。2实验组CAT的活力普遍高于对照，24 h尤为明显实验组CAT从到 340.81±0.33 U·mg-1，48 h 和 72 h 添加 H2O2实验组 CAT 活9%和 32.97%；SOD 与 CAT 表现有所不同，在对照条件下，S的趋势，SOD 下降的趋势也同样出现在添加 H2O2的实验组里；刺激了 SOD，24 h 时实验组 SOD 是对照组的 1.54 倍，但是 24对照组，这也与文献报道相符合[46]。对照10 mmol·L-1H2O220对照 10活(U·m-g1)(B)
【参考文献】：
期刊论文
[1]链霉菌ε-聚赖氨酸发酵过程中的氧化胁迫效应[J]. 颜鹏,孙浩本,毛忠贵,唐蕾. 微生物学通报. 2017(11)
[2]葡萄糖发酵生产ε-聚赖氨酸工艺优化[J]. 许永杰,张龙,潘龙,陈旭升,毛忠贵. 食品与发酵工业. 2017(09)
[3]ROS在细菌耐药及抗生素杀菌中的作用机制[J]. 马丽娜,米宏霏,薛云新,王岱,赵西林. 遗传. 2016(10)
[4]Genome shuffling筛选ε-聚赖氨酸高产菌及其对代谢流量分配的影响[J]. 李双,颜鹏,曾晨,张宏建,毛忠贵,唐蕾. 微生物学通报. 2016(12)
[5]细菌产生的活性氧及其功能[J]. 刘武康,吴淑燕,陈国薇,张超,吴嫚,李森,刘箐. 微生物学杂志. 2016(01)
[6]发酵过程流加L-谷氨酸提高ε-聚赖氨酸的产量[J]. 董难,陈旭升,任喜东,曾昕,孙启星,张建华,毛忠贵. 食品与发酵工业. 2013(07)
[7]超氧化物歧化酶活性的测定[J]. 史竞艳,罗辛茹,鲍江鸿,赵子德,黄丹,向乾坤. 湖北大学学报(自然科学版). 2012(04)
[8]ε-聚赖氨酸在冷鲜猪肉保鲜中的应用[J]. 张全景,冯小海,徐虹,张扬,曹玉娟. 食品科学. 2011(02)
[9]活性氧胁迫促进枯草芽孢杆菌WSHDZ-01过量合成过氧化氢酶[J]. 姚丹丹,刘立明,李江华,华兆哲,堵国成,陈坚. 生物工程学报. 2009(05)
[10]葡萄糖酸钙对L-组氨酸发酵的影响及条件优化[J]. 赵建云,张伟国. 生物技术. 2008(05)
博士论文
[1]小白链霉菌同步代谢葡萄糖和甘油合成ε-聚赖氨酸的生理机制研究[D]. 曾昕.江南大学 2016
[2]小白链霉菌响应酸性pH高产ε-聚赖氨酸的生理解析[D]. 任喜东.江南大学 2015
[3]氧化胁迫对球孢白僵菌生理及代谢影响的研究[D]. 张琛.安徽农业大学 2013
[4]单核细胞增生李斯特菌超氧化物歧化酶在菌膜形成中的功能解析[D]. 索玉娟.上海交通大学 2013
本文编号：3479380
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