均匀设计法优化柔红霉素发酵培养基

目的优化培养基,提高柔红霉素发酵效价。方法采用U1*0(108)均匀设计表进行均匀设计,用摇瓶发酵进行实验。结果使柔红霉素效价提高23%。结论使用均匀设计的方法可以较大幅度的提高柔红霉素发酵效价。     

天蓝淡红链霉菌SIPI-1482中dnrX基因的敲除及多柔比星产生菌的构建

柔红霉素是合成重要抗肿瘤抗生素多柔比星的前体,由微生物发酵产生。通过PCR从国内柔红霉素生产菌种天蓝淡红链霉菌SIPI-1482基因组DNA中扩增出约1080bp的dnrX部分序列,将PCR扩增片段中985bp的片段亚克隆至大肠埃希菌质粒pYG813构建了同源重组突变质粒pYG963,转化SIPI-1482原生质体并成功地敲除了dnrX基因,得到一株稳定的突变株。该突变株的发酵试验表明dnrX基因所编码的酶的功能已经被有效地阻断,对酸敏感的副产物减少,柔红霉素的产量增加了近3倍,将原野生菌改造成为多柔比星产生菌,发酵效价与原野生菌株柔红霉素的发酵效价相当,为直接发酵法生产多柔比星打下了基础。     

柔红霉素的发酵研究

利用TLC、HPLC技术鉴定了柔红霉素产生菌SIPl 1482发酵过程中间产物ε—紫红霉酮、副产物13—双氢柔红霉素、13—双氢柔红霉酮,柔红霉酮、7—脱氧—13—双氢柔红霉酮和7—脱氧柔红霉酮等组份的变化。研究了外源添加试验,发酵条件包括发酵培养pH、温度及通气等条件对柔红霉素生物合成的影响,对副产物及中间体ε—紫红霉酮的转化。玉米粉—麸皮培养基能提高柔红霉素发酵效价,且降低发酵过程中副产物的生成。 在高氏一号合成培养基上不产柔红霉素的突变株SIPI 1482 NS-4通过加入玉米粉或玉米粉酸解液、或经纯化的酸解液组份1-B,能够使其恢复产生柔红霉素。在柔红霉素生产菌株SIPI1482和SIPIPF-25原来的玉米粉—麸皮培养基中添加一定浓度的玉米粉酸解液能够提高柔红霉素发酵效价10％和30％以上。     

响应曲面法优化柔红霉素发酵培养基

目的优化培养基,提高柔红霉素发酵效价。方法采用Plackett-Burman法、最陡爬坡试验和Box-Behnken设计,用摇瓶发酵进行实验,利用SAS软件进行二次回归分析。结果 Plackett-Burman设计证明麸质粉(A)、FeSO4·7H2O(B)和NaCl(C)对产量影响较大,通过最陡爬坡试验和响应曲面法得到柔红霉素发酵培养基预测模型为:Y=-16.09+13.55A+231.49B+5.20C-3.59A2+130.00AB-30774B2-0.37AC+102.50BC-1.84C2,从中获得柔红霉素发酵的最优配方为:麸质粉2.0%,FeSO4·7H2O 0.01%,NaCl 1.51%。1500L发酵罐中试放大结果表明:柔红霉素效价提高24%。结论使用响应曲面法可以较大幅度地提高柔红霉素发酵效价。     

柔红霉素产生菌SIPI89068的选育及发酵

柔红霉素(Daunorubicin)是一种有效的抗肿瘤药物,由它半合成而制备的阿霉素(Adriamycin)是当前首选抗肿瘤药物之一。我院经过几年的生产工艺和劳动保护研究,已将天蓝淡红链霉菌(S.coeruleorubioluszhengdingsis nov .sp.)SIPI1482于浙江海门药厂投入生产。陈代杰等亦作了它的发酵研究报道。但该菌株效价不高,作者以SIPI1482菌株为出发菌,采用传统的物理化学方法处理及柔红霉素耐药处理,选育出一株遗传性能稳定、耐柔红霉素浓度高的新菌株SIPI89068,用于生产上发酵效价高3～4倍。     

表柔红霉素工程菌的构建及其原生质体紫外诱变

本研究将质粒pYG836转化到柔红霉素产生菌SIPI-DM中,采用同源重组双交换法,用aveBIV基因置换基因组上的dnmV基因,得到稳定遗传的表柔红霉素工程菌DM3.为进一步提高工程菌的发酵单位,对其原生质体进行连续4次的紫外诱变育种,最终得到一株发酵单位较出发菌株提高T93.7%的突变菌株.     

vgb在红色糖多孢菌表达及生物活性的研究

利用基因工程技术对红色糖多孢菌进行改造，提高红霉素产率。用PCR技术克隆vgb，采用电穿孔法与红色糖多孢发酵菌染色体整合，鉴定采用Western blot与Southern blotting分析。VHb活性分析采用一氧化碳（CO）差示光谱法，红霉素效价测定采用管碟法。结果克隆了含vgb的红色糖多孢菌表达质粒（pBlueV），筛选了重组红色糖多孢菌株。与原始菌株比较，重组菌株细胞发酵密度分别为1．37与2．82，红霉素效价分别为3．8与5．1，相当于重组菌株提高红霉素体积产率约29％。重组红色糖多孢发酵菌提高了红霉素产率，对解决抗生素工业和基因工程菌高密度发酵有良好的应用前景。     

他克莫司高产菌株选育及发酵配方优化

目的 选育他克莫司高产菌株,优化培养基配方,提高发酵产量。方法 采用原生质体融合技术对2株筑波链霉菌进行基因组重排,并经响应面设计对发酵培养基配方进行优化。结果 以紫外灭活作为遗传标记经过4轮基因组重排育种后,摇瓶筛选获得3株高产菌株,其中菌株FK22-71菌丝球松散、椭圆状,发酵浸泡液颗粒状。该菌株稳定高产,采用响应面设计优化后的配方在50 L罐发酵产量平均达1684 mg/L。结论 基因组重排技术应用于他克莫司高产菌株选育,可大幅提高发酵产量,为其工业化发酵生产奠定了基础。     

酮基还原酶基因dnrU敲除对柔红霉素合成的促进效应

在柔红霉素生物合成途径中,dnrU基因编码酮基还原酶,催化副产物(13S)-13-二氢柔红霉素的产生.本研究构建了dnrU基因的同框敲除质粒pYG1116,将其转入柔红霉素高产菌SIPI-HJ1001,通过同源重组双交换的方法将dnrU基因内部编码153个氨基酸的序列敲除,从而得到dnrU基因失活的突变株mYG1116.该突变株柔红霉素发酵单位比出发菌株约提高了52%.     

泰乐菌素基因工程菌的构建

目的构建具有双拷贝tylF基因的泰乐菌素基因工程菌,以解决泰乐菌素基因生物合成的限速环节,提高泰乐菌素的发酵产量。方法通过SOE-PCR获得PermE-tylF基因,构建随机整合型重组质粒pBH05,通过接合转移将PermE-tylF基因及其载体随机整合到弗氏链霉菌的基因组中,并通过抗性筛选获得重组菌株D-120。将重组菌株D-120进行摇瓶发酵,采用生物效价测定的二剂量法测定泰乐菌素的发酵单位。结果在相同的发酵条件下,重组菌株泰乐菌素的发酵单位较出发菌株提高32.7%。结论该基因工程菌的构建改善了泰乐菌素生物合成的限速环节,大幅度提高了泰乐菌素的发酵效价。     

柔红霉素生物合成调节因子的初步研究

本实验研究发现，玉米粉中存在调节柔红霉素产生菌ＳＩＰＩ－１４８２生物合成柔红霉素的因子。这种调节因子的性质可能类似于已经报道的Ｂ因子，它不仅具有恢复突变株产生柔红霉素的能力，且能明显地提高亲株ＳＩＰＩ－１４８２和另一柔红霉素产生菌ＳＩＰＩ－ＰＦ－２５的生产能力。     

Avermectin产生菌异亮氨酸诱导变种的选育

用紫外线处理ａｖｅｒｍｅｃｔｉｎ（ＡＶＭ）产生菌ＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓａｖｅｒｍｉｔｉｌｉｓＸＣ１－２５，并在含有Ｌ－异亮氨酸（Ｌ－Ｉｌｅ）的平板培养基上筛选Ｌ－Ｉｌｅ诱导变种。结果表明：Ｉｌｅｉ变株发酵产生的ＡＶＭＢ１ａ效价高于自然分离株与紫外线诱变株，其中Ｉｌｅｉ变株ＸＣ２－２６的ＡＶＭＢ１ａ效价较亲株提高２２％。该变株经自然分离获得菌株ＸＣ３－８，其ＡＶＭＢ１ａ效价比出发菌株提高５０％以上，传代试验表明菌株ＸＣ３－８的形态和高产性能稳定，它在７ｍ３发酵罐生产试验，产生ＡＶＭＢ１ａ效价与发酵指数均比出发菌株提高５６％。     

紫外诱变复合重金属离子抗性突变选育霉酚酸高产菌株

以霉酚酸产生菌1321#为出发菌株,采用紫外线诱变并复合重金属Cr6 、Cu2 抗性株筛选,获得一株遗传性状稳定且摇瓶发酵水平提高86.6%的164#高产菌株。经发酵配方优化,该菌株的摇瓶单位再度提升了5.5%,显示出了高产潜力。     

青霉素高产菌株的理性筛选

以青霉素生产菌种87117#为出发菌种，采用紫外线诱变复合前体动态后处理的方法，结合限氧条件下的摇瓶筛选，从177支前体抗性株中筛出XY-137#高产突变株。该菌株摇瓶效价平均提高了8．8％，且遗传特性稳定，单位菌丝产物合成能力强。XY-137#菌株在百吨罐中经过近百批的生产验证，其放罐效价、发酵指数、罐批产量平均提高了3．83％、5．66%和2．69％。     

细菌叶绿素a高产菌株的选育和发酵工艺优化#br#

目的 结合各种诱变手段,获得细菌叶绿素a(bacteriochlorophyll a, Bchla)的高产菌株,并优化其发酵工艺,提高产量。方法 以球红假单胞菌ATCC17023为出发菌株,通过紫外、ARTP(常压室温等离子体)及亚硝基胍单独诱变或组合诱变,结合含氯化胆碱的抗性平板进行筛选。调整发酵培养基中碳氮源组分和比例,优化种龄、接种量、发酵pH、摇瓶装量、转速及温度等发酵培养条件。结果 通过多轮筛选,得到突变高产菌株,其发酵单位达到285.7μg/mL,为原始出发菌株的114倍。采用优化后的发酵工艺,经50L发酵罐放大培养,最高效价单位达到296.6μg/mL。结论     

细菌叶绿素a高产菌株的选育和发酵工艺优化#br#

目的 结合各种诱变手段,获得细菌叶绿素a(bacteriochlorophyll a, Bchla)的高产菌株,并优化其发酵工艺,提高产量。方法 以球红假单胞菌ATCC17023为出发菌株,通过紫外、ARTP(常压室温等离子体)及亚硝基胍单独诱变或组合诱变,结合含氯化胆碱的抗性平板进行筛选。调整发酵培养基中碳氮源组分和比例,优化种龄、接种量、发酵pH、摇瓶装量、转速及温度等发酵培养条件。结果 通过多轮筛选,得到突变高产菌株,其发酵单位达到285.7μg/mL,为原始出发菌株的114倍。采用优化后的发酵工艺,经50L发酵罐放大培养,最高效价单位达到296.6μg/mL。结论 获得Bchla的高产菌株和摇瓶发酵工艺,并经50L发酵罐放大验证,为大规模商业化生产奠定了良好的基础。     

双拷贝tylD、tylF和tylJ弗氏链霉菌工程菌株构建及其发酵性能研究

以弗氏链霉菌工业生产菌株基因组DNA为模板，扩增泰乐星生物合成及组分转化关键基因tylD、tylF和tylJ，构建双拷贝tylD、tylF、tylJ弗氏链霉菌工程菌株。通过摇瓶发酵验证了工程菌株泰乐菌素发酵效价，并对筛选的一株工程菌利用荧光定量PCR检测其tylD、tylF和tylJ基因表达情况。研究结果表明，双拷贝tylD、tylF、tylJ弗氏链霉菌工程菌株泰乐菌素摇瓶发酵效价较出发菌株最高提高了28.1%，该菌株tylD、tylF、tylJ表达水平高于出发菌株，并且在进入稳定期后期表达量达到最大值。构建双拷贝tylD、tylF、tylJ弗氏链霉菌工程菌株可解除泰乐菌素合成限速环节，大幅度的提高泰乐菌素产量。     

紫外线诱变育种提高土霉素菌种的生产能力

以土霉素产生菌龟裂链霉菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｒｉｍｏｓｕｓ）Ｌｆ－２为出发菌株，经紫外线处理后，再经摇瓶初筛、复筛获得高效价菌株Ｕｆ－３。又经Ｌ９（３４）的正交设计实验，确定了Ｕｆ－３的最佳培养基配比，使其摇瓶效价提高１５．２％。在２０ｍ３罐上放大试验，与出发菌株相比发酵效价提高１７．４％，发酵指数提高２３．９％     

青霉素生产菌原生质体诱变选育

以青霉素生产菌丝状产黄青霉ＪＳ９４－１８为出发菌株制备菌丝原生质体·并对原生质体进行了紫外诱变，筛选到变异株ＪＳ９４－１８－５８，该菌株摇瓶发酵效价比生产菌株提高８．６３％，５０吨发酵罐试生产平均发酵效价比生产菌株提高１０．４０％。