重组大肠杆菌分批-补料培养生产类人胶原蛋白的过程控制

目的优化重组大肠杆菌高密度发酵的调控工艺。方法通过考察比生长速率、3种控氧方式以及诱导强度对细胞和类人胶原蛋白产量的影响,确定最佳的发酵工艺。结果比生长速率显著影响类人胶原蛋白的产量,且最适比生长速率为0.15～0.20h-1;在提高罐压的条件下,细胞和类人胶原蛋白的浓度均显著高于其他两种控氧方式,充入富氧空气的细胞和类人胶原蛋白的浓度均最低;诱导强度对细胞生长和蛋白质表达的影响非常大,当细胞浓度达47±2g/L(DCW)时,开始升温至42℃进行诱导,最佳条件为42℃保温2～3h,然后降温至39℃继续培养5～6h。结论通过优化重组大肠杆菌分批补料培养生产类人胶原蛋白的工艺,使得细胞和类人胶原蛋白浓度分别达68.94g/L(DCW)和13.02g/L。     

类人胶原蛋白基因工程菌诱导后比生长速率优化

目的优化类人胶原蛋白基因工程菌高温诱导后的比生长速率。方法通过分析不同比生长速率下发酵液中菌体浓度、类人胶原蛋白浓度、细胞得率系数(YX/S)、产物得率系数(YP/S)的变化,确定诱导后的最佳比生长速率。结果当比生长速率为0.04～0.05h-1,细胞浓度和类人胶原蛋白的浓度分别可达69.5g/L(DCW)和13.8g/L。结论诱导后的比生长速率对细胞生长、类人胶原蛋白的合成均产生显著性影响。     

类人胶原蛋白生物相容性实验研究

目的 为扩大类人胶原蛋白的应用，评定和比较猪胶原蛋白、类人胶原蛋白和明胶在动物体内的生物相容性。方法分别用胶原材料和明胶进行以下生物学测试：急性毒性试验、溶血试验、热原试验、皮肤刺激试验。根据标准对试验数据进行分析和评估。结果类人胶原蛋白的急性毒性试验、溶血试验、热原试验、皮肤刺激试验均为阴性。结论材料生物学测试结果显示类人胶原蛋白较其他两种材料的生物相容性更高，是理想的医用生物材料。     

类人胶原蛋白-钙螯合物的制备及相关研究

为了制备安全性高且补钙性能优良的补钙制剂,以水体系合成法制备类人胶原蛋白（human-like collagen, HLC）-钙螯合物,探究体系pH值和原料配位比对钙螯合率的影响,并采用紫外-可见吸收光谱和傅立叶红外光谱对制备的类人胶原蛋白-钙螯合物进行分析.确定的最佳工艺条件为：体系pH值5．0,且HLC与CaCl2的质量比10∶1.光谱结果显示：类人胶原蛋白分子和Ca2＋之间存在相互作用,且制备的钙螯合物是一种异于HLC的新化合物;羰基和亚氨基参与HLC分子与Ca2＋间的螯合反应,且钙螯合物保持类人胶原蛋白分子原有的α-螺旋结构.研究结果为类人胶原蛋白-钙螯合物的大规模制备和进一步应用开发提供了理论依据和研究基础.     

类人胶原蛋白基因工程菌高密度发酵过程控制

目的优化基因工程菌Escherichia coli BL 21生产人源型胶原蛋白的高密度发酵工艺。方法建立一套以溶解氧浓度和比生长速率为中心的控制策略,采用溶氧反馈或pH反馈调节补料速度。结果 OD600可达150,胶原蛋白的表达量为9g／L。结论 20％-30％饱和度的溶解氧和0．1- 0．2 h-1的比生长速率有利于细胞生长和产物表达,其与降低乙酸等有害代谢副产物的积累密切相关。     

重组类人胶原蛋白Ⅱ膜的生物相容性

目的探讨用戊二醛交联得到的重组类人胶原蛋白Ⅱ(recombinant human-like collagenⅡ,RHLCⅡ)膜的生物相容性。方法用浓度为0.005 mol/L和0.01 mol/L的戊二醛分别交联RHLCⅡ得到两组RHLCⅡ膜(0.005 mol/L组和0.01 mol/L组);把成纤维细胞接种到两组RHLCⅡ膜上,用倒置显微镜和扫描电子显微镜观察细胞贴附情况;用MTT法分析成纤维细胞在两组RHLCⅡ膜上的生长和增殖情况;通过细胞毒性实验评价两组RHLCⅡ膜的细胞毒性。结果当成纤维细胞培养到6 h时,均能贴附于两组RHLCⅡ膜上;培养到96 h时,两组RHLCⅡ膜上的成纤维细胞均融合成片并形成多层细胞;经MTT法分析,细胞接种后96 h,成纤维细胞在两组RHLCⅡ膜上均能实现增殖;0.01 mol/L组比0.005 mol/L组细胞毒性要大,但两组在各时间段,毒性评定均在0~1级,细胞毒性实验合格。结论戊二醛浓度为0.005 mol/L和0.01 mol/L的RHLCⅡ膜具有良好的生物相容性。     

类人胶原蛋白-微孔淀粉的制备及生物学评价

文中以微孔淀粉为主体,研究一种新型复合止血材料的制备及生物学评价。此复合材料由一定比例的α-淀粉酶与糖化酶复合后处理淀粉以形成微孔结构,然后复合类人胶原蛋白,再以戊二醛为交联剂进行交联;用SD大鼠作肝脏出血模型进行止血效果对比试验。通过正交试验确定微孔淀粉最优制备工艺条件如下:α-淀粉酶:糖化酶=1∶3,T/℃=50,t/h=20,pH=4.8;用0.2%(V/V)戊二醛乙醇溶液交联的类人胶原蛋白-微孔淀粉止血材料,在相同的止血时间下,该复合材料平均吸水率为3 580%,对照组(分别是微孔淀粉和类人胶原蛋白海绵)的平均吸水率为3 160%和3 280%。而在SD大鼠肝脏实验中,复合材料t/s=94±13,而外购的止血剂t/s=121±15。类人胶原蛋白-微孔淀粉复合材料止血的止血原理从3个方面展开:①微孔淀粉吸收水分并将血液中的有形物质聚集到表面;②加速内源性凝血因子的激活使其形成血栓;③在类人胶原蛋白的牵引下,淀粉颗粒聚成团大幅度增加了比表面积,使止血效果更优秀;对照组止血机理只包含了该复合材料的前两个方面。结果显示,复合材料的止血效果要优于普通微孔淀粉制成的止血剂,证明该复合止血材料具有良好的止血性能。     

重组类人胶原蛋白Ⅱ仿生人工骨材料的制备

目的 采用重组类人胶原蛋白Ⅱ(recombinant human-like collagen Ⅱ,RHLCⅡ)制备仿生人工骨复合材料,并对复合材料进行研究.方法 采用相分离一冷冻干燥法制备RHLCⅡ复合材料;利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪和万能电子材料实验机对材料的理化性能进行表征;选择急性毒性实验、溶血实验、皮内实验和热原实验对材料的生物相容性进行评价.结果 RHLCⅡ复合材料在晶相组成、化学组成和晶体尺寸方面均类似于天然骨,抗压强度和弹性模量介于致密骨和牙本质之间;复合材料的急性毒性实验、溶血实验、皮内实验和热原实验均为阴性.结论 RHLCⅡ复合材料具有良好的理化性质和生物相容性,有望成为培养自体成骨细胞的理想支架材料.     

响应面法优化一种新型类人胶原蛋白发酵培养基

目的 借助于MINITAB统计学软件,采用Plackett-Burman设计和响应面优化法对基因工程菌Escherichia coli BL21发酵生产类人胶原蛋白的原始培养基进行优化研究.方法 首先利用 Plackett-Burman设计筛选出对类人胶原蛋白产量影响显著的3个因素,即葡萄糖甘油1:4混合碳源、酵母粉和硫酸铵.在此基础上用最陡爬坡实验逼近最大响应区域,找到后续实验的中心点.再利用Box-Behnken实验设计及响应面分析法进行回归分析,确定主要影响因素的最佳水平.结果 优化后的3种主要影响成分为葡萄糖甘油1:4,混合碳源12.24 g/L,硫酸铵7.12 g/L,酵母粉5.53g/L.结论 方程拟合良好,优化后的培养基发酵产量经摇瓶和发酵罐验证,产量分别为5.91g/L和6.12g/L,较优化前分别提高了306%和296%.     

类人胶原蛋白表达载体的构建及在毕赤酵母中的表达

基于人胶原蛋白胶原域序列特征,设计合成了一段类人胶原蛋白基因单体gel.采用同向串联方式,构建了含6个单体的类人胶原蛋白表达载体pPIC9KG6,并经DNA测序鉴定.将pPIC9KG6电转化毕赤酵母(Pichia pastoris)经G418筛选得到多拷贝转化子,通过甲醇诱导表达类人胶原蛋白,SDS-PAGE检测表明:初步表达的类人胶原蛋白为胞外产物,其表观分子量为112 ku.     

类人胶原蛋白基因工程茵高密度发酵过程控制

目的优化基因工程菌Escherichia coli BL21生产人源型胶原蛋白的高密度发酵工艺。方法建立一套以溶解氧浓度和比生长速率为中心的控制策略，采用溶氧反馈或pH反馈调节补料速度。结果OD600可达150，胶原蛋白的表达量为9g／L。结论20％～30％饱和度的溶解氧和0．1-0．2h^-1的比生长速率有利于细胞生长和产物表达，其与降低乙酸等有害代谢副产物的积累密切相关。     

温度诱导模式对重组大肠杆菌质粒拷贝数的影响

对于大肠杆菌温度表达系统,温度的选择和变化对外源基因的表达至关重要,最直接的因素表现在对质粒拷贝数的影响上。本文通过重组大肠杆菌DH 5α表达载脂蛋白A I-M ilano来分析不同温度诱导模式对质粒拷贝数的影响,确立了二次升温诱导(30°C→42°C→37°C→42°C)有利于菌体质粒拷贝数的增加,从而提高目的蛋白的表达量,结果表明:二次升温诱导比一次升温诱导蛋白表达量增加80%。     

致仔猪腹泻大肠杆菌的耐药性与质粒谱分析

对河北省不同地区发病猪场分离的已经过系统鉴定的12株猪源大肠杆菌,采用K-B纸片法进行了15种抗生素的耐药性检测,并提取质粒,对耐药谱和质粒谱型进行了比较分析。结果显示,分离菌株对氨苄西林的耐药率达到了100%,对阿莫西林的耐药率为91.7%,对四环素和复方新诺明的耐药率介于50%～70%。分离菌株存在多重耐药性,以耐4种、6种和7种药物为主,占总数的75%。对分离菌株耐药谱与质粒谱的分析表明,大肠杆菌的质粒携带与细菌的耐药性之间并没有明显的对应关系。     

L-异亮氨酸补料分批发酵的研究

研究了不同初糖浓度、葡萄糖及氮的补加方式在L-异亮氨酸发酵过程中对其产酸率、转化率等参数的影响,确定了L-异亮氨酸补料分批发酵的最佳条件,在最佳补料分批发酵条件下,L-异亮氨酸产量达21．96g／L,糖酸转化率达15．34％．     

复合型生物絮凝剂产生菌发酵动力学研究

为了优化复合型生物絮凝剂生产的发酵过程,对絮凝剂产生菌F2-F6发酵生产复合型生物絮凝剂的动力学进行了研究,利用数学建模方法得到了描述F2-F6菌体生长,絮凝剂合成及底物消耗动力学方程和动力学参数.实验和方程数据的比较结果证明动力学方程计算值与实验值拟合良好,为复合型生物絮凝剂的放大工业化生产提供依据.     

产苯丙氨酸解氨酶重组大肠杆菌的培养

L-苯丙氨酸是人体8种必需氨基酸之一。酶法转化是目前生产L-苯丙氨酸的主要方法。为了提高苯丙氨酸解氨酶的产量,对可高效表达苯丙氨酸解氨酶基因的重组大肠杆菌JM105进行培养,对发酵过程中pH值对工程菌生长的影响进行了研究。结果表明,摇瓶培养条件下,控制发酵过程中发酵液的pH值可显著提高菌体产量,当控制pH值为7.0左右时,菌体量比对照高87%。在初始pH值为7.5的情况下,培养10h后将培养液pH值分别调整为5.5、6.0、6.5、7.0、7.5和8.0,则以pH值为7.5时的菌体量最高。10L发酵罐中控制发酵液pH值为7.5,菌体密度可达A600=20mol/L（DCW=11g/L）,比不控制pH值高出33%。试验结果为进一步开展该工程菌的高密度培养提供了一定的参考。     

豹蛙酶的基因克隆及其在大肠杆菌中的表达

根据豹蛙酶的氨基酸序列,采用大肠杆菌偏爱密码子设计引物,重叠延伸PCR法合成出目的基因,约350bp。将得到的片断克隆于载体pGEM-T中并测序,再连接至表达载体pET-22b(+)中,重组质粒转入大肠杆菌Rosetta中。转化的重组大肠杆菌用终浓度1 mmol/L的IPTG诱导外源基因表达,采用Tricine-SDS-PAGE系统,分析目标蛋白主要以包涵体形式存在,其质量分数可达48.8%。利用液相电喷雾串联质谱方式(LC-ESI-MS/MS)鉴定蛋白,通过LCQ DECA XP Plus系统进行蛋白序列的分析,其覆盖率达到35%,确定了其蛋白质一级结构的正确性。