吡咯喹啉醌高产菌株的选育

发布时间：2017-06-25 20:14

  本文关键词：吡咯喹啉醌高产菌株的选育，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：吡咯喹啉醌(PQQ)是继吡啶核苷酸(NAD、NADP)与核黄素)FMN、FAD)之后发现的第三种氧化还原酶辅酶,具有促进机体生长和神经生长因子合成、防护肝损伤和调节自由基水平等多种生理活性,应用前景广阔。本文对筛选获得产PQQ的甲基营养菌进行菌种鉴定、培养体系优化、高产突变株选育以及动力学分析,PQQ产量高达326.5542 mg/L。首先,筛选获得一株培养50 h, PQQ产量为10.84 mg/L的甲基营养菌。基于建立的测定PQQ的高效液相色谱法(HPLC),通过以甲醇为唯一碳源和能源的培养基从化工污水中筛选获得一株PQQ产量较高的菌株FJNU-6。基于形态学、生理生化指标及16S rDNA序列,鉴定该菌株为脱氮生丝微菌(Hyphomicrobium denitrificans)。其次,采用确定性筛选试验和中心复合设计优化H. denitrificans FJNU-6产PQQ的培养体系。确定以甲醇10g/L、(NH4)iSO43g/L、MgCl2.8g/L、KH2PO42.8g/L、 Na2HPO49g/L、CaCl2 0.035 g/L、ZnSO40.021 g/L、FeSO40.009 g/L、微量元素液0.6mL/L和维生素液1.4mL/L (pH自然)为培养基,在挡板瓶装液量30mL/250mL、转速100 rpm和温度30℃的条件下培养88 h, PQQ产量从24.58 mg/L提高到87.02 mg/L,提高了3.54倍。再次,建立紫外线诱变和高浓度甲醇抗性平板相结合的PQQ高产突变株选育方法。利用紫外线诱变结合高浓度甲醇拮抗液对H. denitrificans FJNU-6进行定向驯化,经4%甲醇浓度平板初筛和HPLC复筛,获得一株耐甲醇的高产突变株H4-189。该菌株对甲醇的耐受力从20 g/L提高到80g/L, PQQ产量从86.74 mg/L提高至158.53 mg/L,提高了82.77%。该突变株连续传代9次,PQQ产量稳定,菌株无明显退化。最后,根据Monod、Logistic和]Luedeking-Pirct方程,构建描述脱氮生丝微菌培养过程中菌体生长、PQQ合成和甲醇消耗的动力学模型。模型整体相对误差只有5.425%,较好地描述了脱氮生丝微菌培养过程的动力学特征。根据动力学参数及培养组分的多元回归分析,确定间歇补加0.3%的甲醇PQQ产量最高可达326.55 mg/L,较分批培养时提高了110.59%。
【关键词】：甲基营养菌 吡咯喹啉醌 鉴定 发酵优化 诱变 定向驯化 动力学模型
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ920.1
【目录】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-5
• 中文文摘5-10
• 绪论10-22
• 第一节 吡咯喹琳醌的概述10-14
• 1.1 吡咯喹啉醌的发现10
• 1.2 吡咯喹啉醌的理化性质10-11
• 1.3 吡咯喹啉醌的生理功能11-13
• 1.4 吡咯喹啉醌的检测13-14
• 第二节 吡咯喹啉醌的微生物合成14-20
• 2.1 产吡咯喹啉醌的微生物来源14
• 2.2 吡咯喹啉醌的生物合成途径14-18
• 2.3 吡咯喹啉醌产生菌的选育18-20
• 第三节 课题的研究内容与意义20-22
• 3.1 课题的研究内容20
• 3.2 课题的研究目的、意义20-22
• 第一章 吡咯喹啉醌高产菌株的筛选及鉴定22-38
• 第一节 材料与方法22-28
• 1.1 材料22-24
• 1.2 实验方法24-28
• 第二节 结果与分析28-36
• 2.1 PQQ高效测定方法建立28-29
• 2.2 PQQ产生菌的筛选29-32
• 2.3 PQQ高产菌株的鉴定32-36
• 第三节 小结与讨论36-38
• 第二章 吡咯喹啉醌高产菌株培养体系的优化38-52
• 第一节 材料与方法38-41
• 1.1 材料38-39
• 1.2 实验方法39-41
• 第二节 结果与分析41-50
• 2.1 蛋白标准曲线的绘制41-42
• 2.2 培养条件的优化42-44
• 2.3 培养基的优化44-49
• 2.4 最优发酵配方组合的验证49-50
• 第三节 小结与讨论50-52
• 第三章 吡咯喹啉醌高产菌株的选育52-62
• 第一节 材料与方法52-54
• 1.1 材料52-53
• 1.2 实验方法53-54
• 第二节 结果与分析54-60
• 2.1 甲醇最小抑制浓度的测定54
• 2.2 紫外诱变致死率曲线的绘制54-55
• 2.3 紫外诱变选育吡咯喹啉醌高产菌株55-57
• 2.4 定向驯化选育吡咯喹啉醌高产菌株57-60
• 第三节 小结与讨论60-62
• 第四章 生丝微菌产PQQ的动力学分析62-74
• 第一节 材料与方法62-64
• 1.1 材料62-63
• 1.2 实验方法63-64
• 第二节 结果与分析64-72
• 2.1 甲醇浓度标准曲线64-65
• 2.2 突变株H4-189的生长曲线65-66
• 2.3 动力学方程的构建66-68
• 2.4 动力学模型的分析68-71
• 2.5 补加甲醇对PQQ发酵的影响71-72
• 第三节 小结与讨论72-74
• 结论74-76
• 附录76-78
• 参考文献78-84
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果84-86
• 致谢86-88
• 个人简历88-90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 王朝绚;葛喜珍;田平芳;;大肠杆菌中插入表达信号肽提高吡咯喹啉醌产量的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2013年S1期

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本文编号：483399