細(xì)菌視紫紅質(zhì)發(fā)酵條件優(yōu)化及其應(yīng)用的初步探究.pdf

1、細(xì)菌視紫紅質(zhì)（BR）是目前被研究的最多，了解最為透徹的色素蛋白之一，它是鹽沼鹽桿菌（Halobacterium salinarum）的紫膜中存在的一類納米色素蛋白，在光照條件下合成，與植物中的葉綠素和動(dòng)物視網(wǎng)膜中的視黃醛一樣，都具備光敏性。細(xì)菌視紫紅質(zhì)具有獨(dú)特的光致變色效應(yīng)，并且便于制備成薄膜材料，是非常有發(fā)展前途與研究?jī)r(jià)值的生物光學(xué)材料。這種具備良好生物活性的光敏蛋白質(zhì)具備重大的理論與實(shí)踐研究意義。
　　本實(shí)驗(yàn)通過(guò)單因素研究和正

2、交試驗(yàn)對(duì)鹽沼鹽桿菌的發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)菌體生物量與其產(chǎn)物細(xì)菌視紫紅質(zhì)的量進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)分離純化BR蛋白制備復(fù)合生物薄膜材料。本論文主要研究工作及結(jié)果如下：
　　以提高鹽沼鹽桿菌生物量及BR蛋白量為目的，對(duì)鹽沼鹽桿菌培養(yǎng)基及其發(fā)酵條件進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化，由于鹽沼鹽桿菌中紫膜合成需要光照，本實(shí)驗(yàn)同時(shí)測(cè)定了光照強(qiáng)度對(duì)BR蛋白量的影響。對(duì)復(fù)合碳氮源種類進(jìn)行篩選，在此基礎(chǔ)上通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)鹽沼鹽桿菌培養(yǎng)基成分進(jìn)行優(yōu)化，最終確立了最優(yōu)培養(yǎng)基：酸

3、水解酪蛋白5.0g，氯化鈉200 g，酵母浸粉15.0g，硫酸鎂20.0 g，二水合檸檬酸三鈉3.0 g，硫酸亞鐵銨35 mg，氯化鉀1.0 g，硫酸錳0.4g，定容至1L；通過(guò)對(duì)鹽沼鹽桿菌液體培養(yǎng)條件進(jìn)行篩選，確立了最適培養(yǎng)條件為：光照強(qiáng)度：33.09μmol/m2s，發(fā)酵時(shí)間：7 d、溫度：37℃、轉(zhuǎn)速：150 r/min、初始pH：7.0、接種量：8％。BR蛋白的產(chǎn)量由42.90 mg/L增加到了66.50 mg/L，增加了35.

4、4%，和已報(bào)導(dǎo)的產(chǎn)量35.0 mg/L相比增加了47.3%。
　　通過(guò)液體培養(yǎng)獲得鹽沼鹽桿菌發(fā)酵液，離心收集菌體，透析破碎菌體，通過(guò)差速離心法棄去菌體碎片與雜質(zhì)，并在12000 rpm下離心提取細(xì)菌視紫紅質(zhì)，收集紫紅色沉淀，并多次鹽洗、水洗純化BR蛋白，然后使用蔗糖密度梯度離心法分離蛋白，再利用冷凍干燥法獲取BR蛋白干粉。
　　通過(guò)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、SDS-PAGE凝膠電泳與原子力顯微鏡分析了蛋白的純度與結(jié)構(gòu)，通過(guò)與已報(bào)導(dǎo)

5、的結(jié)果相對(duì)比，以及純度測(cè)量，表明本實(shí)驗(yàn)提取的為 BR蛋白，且純度為85.3%，純度達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需。蔗糖密度梯度離心后蛋白純度超過(guò)90%。
　　制備混合均勻的BR蛋白溶液，與生物材料PVA薄膜、PLGA薄膜以及PEGDA水凝膠薄膜結(jié)合。并測(cè)定溶劑澆鑄制膜中PVA/BR膜中細(xì)菌視紫紅質(zhì)的光致變色性能，以及原位聚合成膜中PLGA/BR與PEGDA/BR膜的性能。結(jié)果表明本實(shí)驗(yàn)獲取的BR蛋白具備光致變色性能，還能夠應(yīng)用于制備功能化的生物材料