基于代谢组学分析提高ε-聚赖氨酸发酵产量研究

发布时间：2022-08-01 11:31

　　ε-聚赖氨酸（ε-poly-L-lysine,ε-PL）是一种阳离子同型聚合物,其单体L-赖氨酸聚合度范围在25-35之间。ε-PL具有广谱抑菌活性和较高的安全性,目前已作为一种新型生物食品防腐剂在日、美、韩和中国获批使用。ε-PL主要由小白链霉菌（Streptomyces albulus）通过好氧发酵所得,传统育种手段强化产生菌ε-PL合成能力是提高其发酵水平的重要途径,然而高低产菌株的胞内代谢差异却较少被探讨,其中可能存在快速提高ε-PL产量的关键信息。本文以Streptomyces albulus M-Z18（初代高产菌）和Streptomyces albulus GS114（二代高产菌,摇瓶产量约为Streptomyces albulus M-Z18两倍）为研究对象,以不同发酵阶段（48 h、96 h、144 h）的发酵样品为测试样,借助代谢组学和分子生物学等研究手段,在细胞代谢水平初步探明了S.albulus GS114相对于S.albulus M-Z18高产的代谢机制,并鉴定了差异代谢物的外源添加对S.albulus GS114和S.albulus M-Z18ε-PL合成的... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 ε-聚赖氨酸
        1.1.1 ε-聚赖氨酸结构和性质
        1.1.2 ε-聚赖氨酸的应用
    1.2 ε-聚赖氨酸合成机理
        1.2.1 ε-聚赖氨酸合成机理
        1.2.2 ε-聚赖氨酸产生菌中间代谢物的外源添加
    1.3 基于代谢组提高微生物的生产能力
        1.3.1 代谢组概述
        1.3.2 代谢组的广泛应用
        1.3.3 代谢组对微生物提产的应用
    1.4 基因工程改造提高小白链霉菌ε-PL产量
    1.5 论文研究意义和主要研究内容
        1.5.1 本论文的研究意义
        1.5.2 本论文的主要研究内容
第二章 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 试剂
        2.1.2 仪器和设备
        2.1.3 培养基
        2.1.4 菌株与质粒
        2.1.5 引物序列
    2.2 代谢组学预处理
        2.2.1 代谢组测定流程
        2.2.2 代谢组实验方法
        2.2.3 样品色谱-质谱分析
        2.2.4 代谢组数据分析
    2.3 基于代谢组分析的外源添加
        2.3.1 外源添加物质的筛选
        2.3.2 发酵验证策略
        2.3.3 发酵过程数据测定
    2.4 S.albulus M-Z18 中过表达ε-聚赖氨酸合成酶基因
        2.4.1 感受态细胞制备
        2.4.2 结合转移及重组子的鉴定
        2.4.3 培养方法
        2.4.4 发酵过程数据测定
        2.4.5 q RT-PCR
第三章 结果与讨论
    3.1 S.albulus M-Z18和S.albulus GS114 代谢差异
        3.1.1 S.albulus M-Z18和S.albulus GS114 发酵过程参数差异
        3.1.2 代谢组主成分分析
        3.1.3 代谢组数据归纳处理
        3.1.4 作为外源添加的显著性差异代谢物筛选
    3.2 显著性差异代谢物外源添加验证
        3.2.1 摇瓶发酵验证
        3.2.2 5-L生物反应器发酵验证
        3.2.3 50-L生物反应器发酵验证
        3.2.4 有效外源添加物作用方式初探
    3.3 ε-聚赖氨酸合成酶基因过表达菌株构建及发酵验证
主要结论与展望
    主要结论
    展望
致谢
参考文献
附录 :作者在攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3667368