重组毕赤酵母表达猪胰岛素前体代谢参数分析和动力学模型

采用发酵过程参数相关分析理论,分析了毕赤酵母在不同发酵阶段利用不同碳源时的生理代谢参数变化特征。同时,研究了不同比生长速率下重组毕赤酵母表达猪胰岛素前体补料分批发酵过程,建立蛋白表达阶段的细胞生长非结构模型,结果表明:比生长速率和甲醇浓度符合Monod方程,最大比生长速率(μmax)为0.101h-1,基质的半饱和常数(Ks)为0.252g/L,细胞得率系数YX/S=0.386g/g,细胞维持系数m=0.011g/(g·h)。当比生长速率为0.016h-1时猪胰岛素前体(PIP)最大比形成速率(qp,max)达0.098mg/(g·h)。该模型能较好预测毕赤酵母表达阶段细胞生长和PIP表达的发酵趋势,用其控制发酵过程,目标蛋白PIP产量为优化前的1.5倍,达0.976g/L。     

干酪素水解产物的膜分离

以干酪素酶解产物为介质对膜分离进行了研究。讨论了碱性和中性条件下膜分离过程中膜两侧浓度、流通量（Ｊ）和总氮截留率（σ）的变化。发现ｐＨ值低法染度高，截留分子量大的膜污染度大。用０．１ｍｏｌ／Ｌ的氢氧化钠和５ｍＬ／Ｌ的８４消毒液浸泡洗涤可使膜的水通量恢复９４％。在干酪素水解的超滤中，阻力主要来自于凝胶层。凝胶层的阻力大１至２个数量级。     

氧化葡萄糖杆菌ddsA基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

聚十异戊烯焦磷酸合成酶催化异戊烯二磷酸与丙烯基二磷酸发生连续的综合反应生成聚十异戊烯焦磷酸，构成辅酶Q10的侧链。将氧化葡糖杆菌（Gluconobacter oxydans）的染色体DNA用EcoRI酶切，回收50kb左右的片段为模板，通过PCR扩增得到了聚十异戊烯焦磷酸合成酶基因（ddsA）。测序分析表明该基因有一个951bp的开放型阅读框架，氨基酸序列与其他聚戊烯焦磷酸合成酶具有高度同源性（30％－50％）。将ddsA基因克隆到pUC19载体上得到pUC－GZH表达质粒，将其转入大肠杆菌JM83宿主，经IPTG诱导表达融合蛋白，在聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS－PAGE）的37ku处出现相应的条带。     

从脐血单个核细胞定向诱导巨核细胞的生成

采用 SCF、TPO、IL- 3、IL- 6、IL- 1细胞因子 ,从脐血单个核细胞定向诱导巨核细胞的形成。比较了 SCF+ TPO+ IL- 1、SCF+ TPO+ IL- 3、SCF+ TPO+ IL- 63种细胞因子组合对刺激巨核细胞生成的作用 ,经体外培养 8d后 ,CD41 + 细胞占培养物的比例分别达到 ( 5 .64± 0 .77) %、( 5 .73± 1 .2 4 ) %和 ( 2 0 .1± 2 .5 3) % ;每 1 0 4个细胞可形成巨核祖细胞集落形成单位 ( CFU- MK)为( 1 3.7± 5 .7)个、( 1 5 .0± 3.6)个和 ( 93.7± 1 6.0 )个。在 SCF+ TPO+ IL- 6体系中增加 IL- 6的浓度 ,可提高培养液中 CD41 + 细胞的纯度。当 IL- 6的浓度从 1 0μg/L增加到 5 0μg/L时 ,CD41 + 细胞的比例可从 ( 2 0 .1± 2 .5 3) %提高到 ( 2 6.81± 3.2 0 ) % ,但每 1 0 4个细胞形成 CFU- MK数目却从( 93.7± 1 6.0 )个减少到 ( 4 5± 8.6)个 ;这说明 IL- 6对巨核细胞的刺激主要作用在其发育的后期。采用 SCF+ TPO+ IL- 3+ IL - 6细胞因子组合 ,由 1× 1 0 6个单个核细胞培养一周后可诱导出 ( 1 .61±0 .5 8)× 1 0 5个 CD41 + 细胞 ,占培养物的比例可达到 ( 1 8.8± 1 .64) % ,每 1 0 4个细胞形成 CFU- MK数目可达到 ( 1 2 1 .8± 1 0 .3)个。这一结果为进一步体外大量扩增巨核细胞提供了基础     

青霉素发酵过程菌丝成球的工程特性研究

研究了产黄青霉菌(P.chrysogenum)876菌株发酵过程中菌丝成球现象。菌丝成球后,由于在菌球内外形成一个氧浓度分布梯度,菌丝临界氧由25%提高至40%,从而对反应器供氧提出了更高的要求。一旦反应器供氧不足,菌体碳、氮源代谢能力减弱,不利于青霉素合成。这种代谢与工程因素的交互影响,为发酵过程优化控制提出了一个值得探讨的,既有理论学术价值又有实际意义的研究课题。     

青霉素发酵过程特点与控制对策

通过过程参数相关,模型化和在线辩识对青霉素发酵过程特点进行了研究,认为采用自适应控制可降低对模型精度的要求,是一个较为有效的控制方法。但对至今以人工经验为主的大多数发酵过程操作,模糊专家系统也是一种有效的控制方式。     

红霉素发酵过程前期参数相关分析及调控

对红霉素发酵过程前期调控策略进行了研究,从宏观代谢流的变化着手,对表征细胞代谢特征的参数进行了相关分析,对发酵前期的摄氧率(OUR)、二氧化碳释放率(CER)及呼吸商(RQ)相关变化及红霉素发酵前期CER与pH的变化进行了分析,确定了合适的调控方式,在工业规模发酵罐上通过控制发酵过程前期补糖速率等措施,使发酵平均水平从原来的4500u／mL提高到了6000u／mL。     

反义核酸对肿瘤细胞多药抗性的抑制--作用靶点及作用方式的研究

为了用反义寡聚ＤＮＡ调控要霉素肿瘤细胞ＫＢ－Ａ－１的多药抗性,对反义核酸的预作用位点、作用方式和硫代化类似物进行了研究。筛选得到两段对应于翻译起始区（３）和Ｐ－糖蛋白ＡＴＰ结合位点（９）的２０聚反义片段,发现反义核酸的使用次数对结果的检测有很大影响,采用５μｍｏｌ／Ｌ５μｍｏｌ／Ｌ的反义片段９连续处理４ｄ,实现了将近５０％抑制效果,而其正义和错义链在１０μｍｏｌ／Ｌ沈度的同样处理条件下则没有检测到     

流式细胞仪检测重组毕赤酵母发酵过程中的细胞活性

建立了流式细胞仪检测重组巴斯德毕赤酵母(P.p astoris)细胞活性的方法,并在高密度发酵过程中得到应用。使用碘化丙锭染色法测定细胞活性,发现甲醇诱导时酵母细胞活性开始下降,随着细胞密度的增加,由于细胞胁迫和甲醇的影响,细胞活性明显下降,活细胞率最大下降了14%。与此同时,细胞生长减缓,目的蛋白发生降解,表明细胞活性与发酵过程中细胞的生长和目的蛋白生成等参数密切相关。实验证明:流式细胞仪可作为检测毕赤酵母发酵过程中细胞活性参数的一个便捷精确的有力工具。     

枯草芽胞杆菌肌苷发酵过程参数相关分析

基于参数相关的研究方法已成功地应用于多个发酵产品的过程优化,本文通过对枯草芽胞杆菌肌苷生产过程的尾气变化规律、碳氮源消耗和产物浓度的分析和计算,并根据摄氧率(OUR)、二氧化碳释放率(CER)、呼吸熵(RQ)和产物得率(YP/G)的相关性,在工程尺度将发酵过程分为4个阶段,为其他尺度的研究和过程优化提供了线索。