基于定量代谢组学分析的产黄青霉菌青霉素合成调控机制研究

发布时间：2024-06-01 12:52

　　青霉素是一种重要的β-内酰胺类广谱抗生素,主要通过丝状真菌产黄青霉菌发酵生产。据统计2016年全球抗生素的药物市场约438.1亿美元,其中青霉素类药物在抗生素市场占47%,且青霉素的需求逐年上升;同时,青霉素中间体六氨基青霉烷酸(6-APA)是合成羟氨苄青霉素和氨苄青霉素等其它半合成抗生素合成原料。然而,青霉素发酵过程放大往往面临生产能力降低的难题,成为进一步深入挖掘产黄青霉菌生产“潜质”的重要瓶颈。本文利用定量代谢物组学技术,进行如下研究:针对前期实验室构建的产黄青霉菌海藻糖代谢途径突变株(P.chrysogenum Δtps1和P.chrysogenum Δtps2),在实验室规模恒化器中探究了海藻糖代谢功能对于菌体生长和青霉素合成的生理学响应。实验结果表明,与出发菌(P.chrys ogenumWisconsin 54-1255)相比,在稀释率为0.05 h-1葡萄糖限制性恒化器培养中,海藻糖途径缺失菌株菌体得率分别下降2.7%和13.5%,工程菌株单位底物消耗氧分别下降14.6%和10.1%,能量代谢效率略有提高;然而,在海藻糖突变株中,青霉素产量下降了一半。与高产产黄青霉菌(...

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【部分图文】：

图１．１青霉素Ｇ分子式??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｎ?Ｇ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｆｏｒｍｕｌａ??

细??菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，是世界上最早发现的第??一种治疗人类疾病的抗生素ｍ。??青霉素分为三代，第－代青霉素指天然青霉素，如青霉素Ｇ。第二代青霉素指以??青霉素为母核，６－氨基青霉烷酸（６－ＡＰＡ）改变侧链而得到半合成青霉素，如甲氧苯青??霉素....

图１．２青霉素生物合成途径１６１??Ｆｉｇ．?１．２?Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｎ?ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｐａｔｈｗａｙ１６＾??１．３产黄青霉菌研究进展??１．３．１产黄青霉菌的发现??

第２页?华东理工大学硕士学位论文??此这两步反应位于细胞质中，最后一步发生在过氧化物酶体中，ＩＰＮ在五基因编??码的异青霉素Ｎ酰基转移酶（ＡＴ）的作用下生成产物青霉素Ｇ?（如图１．２）?＋６］。??，，？？?／?＼??．．．＊？？?／?、??ｍｏｏｃＡ＾ｃ〇〇ｈ?，？？？？?／?....

图１．６快速取样、淬灭、代谢物提取的流程１４７１??Ｆｉｇ．?１．６?Ｆａｓｔ?ｓａｍ?

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图１．７海藻糖结构式??Ｆｉｇ．?１．７?Ｔｒｅｈａｌｏｓｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｆｏｒｍｕｌａ??大肠杆菌胞内合成的海藻糖可以作为应激保护剂，外部提供的海藻糖不能作为压??

率操作，而稀释率接近生物体Ａ的最大值。优点包括：（１）在不改变培养基成分??或操作条件（例如温度，ｐＨ值）的情况下改变（２）通过修正平估环境参数的特??定影响；（３）通过改变生长限制底物的性质来建立独特的条件，例如Ｃ－、Ｎ－、Ｐ〇４３＇??Ｍｇ２＋限制生长；（４）可以分析稳态和瞬....

本文编号：3985920