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重组地衣芽孢杆菌产纳豆激酶培养基优化

2021-06-03 20:45编辑: www.jxszl.com景先生毕设
纳豆激酶是一种具有纤溶酶活性的碱性丝氨酸蛋白酶,最早在日本传统食品纳豆中提取得到。该酶在医药领域和饲料改良等方面均有比较广泛的应用。本实验以前期运用基因工程方法构建的重组地衣芽孢杆菌为实验材料,运用实验室摇瓶培养的实验方法,采用单因素实验设计,对培养基的组成成分和用量进行了优化,得到的最佳培养基成分和最适浓度为麦芽糖30 g/L,豆粕粉25 g/L,Na2HPO412 g/L,外加甜菜碱0.5 g/L。在实验中确定外加金属离子和无机氮源对最终发酵液中酶活的提升没有显著影响。除此之外,本课题还对培养基的发酵条件进行了优化,并确立最适发酵条件为33℃,发酵48h,pH=8装液量70ml/250ml,在此条件下接种量影响无明显趋势。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Keywords1
引言(或绪论)1
1材料与方法2
1.1实验材料 2
1.2培养基优化方法 2
1.2.1培养基成分的优化2
1.2.2发酵条件优化5
1.2.3水解圈法测定酶活5
2 结果与分析6
2.1发酵培养基优化结果5
2.2发酵条件优化结果9
2.3最佳培养基及发酵条件结果分析11
3讨论 12
致谢13
参考文献13
重组地衣芽孢杆菌产纳豆激酶培养基优化
引言
引言
纳豆激酶是一种具有溶血栓效果的碱性丝氨酸蛋白酶,近年来在溶血栓相关的药物开发研究中占据着越来越重要的地位[1]。纳豆激酶是一种纤溶酶,最早是分离自日本食品纳豆之中[2]。另外,纳豆激酶还可以被人类肠道吸收,故由纳豆激酶制成的口服制剂有非常好的应用前景[3]。传统的纳豆激酶生产菌株是纳豆芽孢杆菌,最早产纳豆激酶的基因组序列是从枯草芽孢杆菌中发现的[4]。
本实验所用地衣芽孢杆菌是一种需氧的革兰氏阳性菌。目前,我国研究者对地衣芽孢杆菌的应用大多是利用地衣芽孢杆菌及分泌的抗菌物质来进行饲料加工,植物保护,以及进行医学用途[5]。相关研究表明,地衣芽孢杆菌具有完善的蛋白表达系统,可以表达多种异源蛋白。而 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: @351916072
且地衣芽孢杆菌在理论上可以使用与枯草芽孢杆菌相同的表达载体 [6]。
本实验主要以提高其产酶能力的目的。采用单因素试验方法,通过对不同的碳氮源进行单一变量组合来探究最优的培养基组成。相关研究表明,产纳豆激酶的优化实验大都针对枯草芽孢杆菌[7],另外,张晓晴等对菌株LB8的培养基进行了优化,并确立了最佳氮源为豆粕粉,最佳碳源为葡萄糖[8]。赵新宇等对地衣芽孢杆菌进行了全合成培养基的优化,酶活力比半合成的培养基提升了2.5倍,且更具有成本优势[9]。另外,李冠杰等人曾对地衣芽孢杆菌进行了产吲哚乙酸的培养基进行优化,使用麦芽糖和蛋白胨作为碳氮源,外加CaCl2,pH为8的条件下吲哚乙酸的产量提升了近一倍[10]。张红艳等对地衣芽孢杆菌MYS进行了鉴定并对培养基进行了优化。在地衣芽孢杆菌的发酵进程中,玉米粉和豆饼粉对菌株的发酵生产有着最显著影响[11]。张莉力等运用最陡爬坡实验,响应面法和PlackettBurman实验设计的方法,以芽孢数和芽孢率为指标,其最适合的发酵条件是5%接种量,温度为30℃,发酵36h[12]。这些实验可为本试验提供指导意义,本实验采用不同的菌株,以纳豆激酶的酶活力为判定指标,进行培养基成分和发酵条件的优化。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 菌种:地衣芽孢杆菌为本实验室保存
1.1.2 主要仪器设备:恒温培养振荡器、电热恒温培养箱、超净工作台、立式压力蒸汽灭菌锅、离心机、精密电子天平、方形塑料培养皿。
1.1.3 主要试剂:麦芽糖、胰蛋白胨、酵母浸膏、牛肉浸膏、酪蛋白胨、玉米浆、酵母膏(Yeast Extract)、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、磷酸氢二铵、乙酸铵、碳酸铵、柠檬酸铵、尿素、碳酸氢钠、柠檬酸钠、乙酸钠、氯化钾、氯化钙、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸亚铁、氯化钴、氯化铝、吐温80、SDS、甜菜碱、琼脂(以上试剂购至国药);脱脂奶粉购至恒天然。
1.1.4 主要培养基
LB液体培养基:酵母粉5 g/L、蛋白胨10 g/L、NaCl 10 g/L,pH 7.0
1.2 培养基优化方法
1.2.1 培养基成分及用量的优化
1.2.1.1最佳麦芽糖浓度的探索
有机氮源20 g/L、无机氮源5 g/L、缓冲盐10 g/L、金属离子添加,pH 7.5。各组采用麦芽糖,用量如下:
表1麦芽糖添加量
编号
1
2
3
4
5
6
用量(g/L)
20
30
40
50
60
70
装液量为50ml/250ml,121℃灭菌20min每个实验组配置两个平行。接种种子为斜面保藏的菌种经过LB培养至对数期制得的种子液,接种量为4%。接种后37 ℃,180rpm摇床培养48h,之后水解圈法测定酶活(水解圈法测酶活具体方法详见1.2.3)。
1.2.1.2 最佳有机氮源的初步探索
氮源组的对照组按照如下配方配制(编号0):蔗糖40 g/L、葡萄糖10 g/L、豆粕粉20 g/L、磷酸氢二钠10 g/L,pH 7.5。
实验组(编号915):共同的组分:蔗糖40 g/L、葡萄糖10 g/L、磷酸氢二钠10 g/L,pH 7.5。不同氮源添加如下:
表2 不同氮源成分及添加量
编号
9
10
11
12
13
14

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