Streptomyces flocculus工程菌發(fā)酵生產(chǎn)淡紫醌霉素的研究.pdf

1、淡紫醌霉素(Lavendamycin)是一種具有高度生物活性的氨基醌類化合物,其甲酯化衍生物(Lavendamycin methyl ester, LME)作為新抗癌藥物研發(fā)的骨架,化學(xué)合成研究有較多報(bào)道。本文提出了一種微生物發(fā)酵的“綠色”方法進(jìn)行淡紫醌霉素甲酯化合物的生產(chǎn),即通過使用敲除了鏈黑菌素合成途徑中的stnB1基因的柔毛鏈霉(Streptomyces flocculus CGMCC4.1223)的ΔstnB1突變株來進(jìn)行發(fā)酵生

2、產(chǎn)淡紫醌霉素甲酯化合物。通過對(duì)基本發(fā)酵條件的考察,觀察到當(dāng)培養(yǎng)基采用10 g/L葡萄糖以及30 g/L黃豆餅粉的碳氮源成分,以1％的接種量在30℃條件下培養(yǎng)時(shí),淡紫醌霉素甲酯化合物的產(chǎn)量達(dá)到66.1 mg/L,比原有條件提高了15倍。為了進(jìn)一步提高其產(chǎn)量,本文研究了發(fā)酵過程中剪切和氧供應(yīng)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)量的影響。在搖瓶實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)轉(zhuǎn)速由150 rpm提高到220 rpm時(shí),菌絲體由團(tuán)狀變成游離菌絲,同時(shí),淡紫醌霉素甲酯化合物的產(chǎn)量也提高了一倍,而

3、不同的裝液量對(duì)產(chǎn)量和細(xì)胞形態(tài)的影響不明顯,暗示剪切力可能是影響淡紫醌霉素甲酯化合物產(chǎn)量和細(xì)胞形態(tài)的重要因素。為了驗(yàn)證剪切力是否是關(guān)鍵發(fā)酵工程因子,在3 L攪拌式反應(yīng)器中進(jìn)行了同樣1.0 vvm通氣量條件下不同攪拌轉(zhuǎn)速的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)速由400 rpm提高到800 rpm時(shí),產(chǎn)量提高了近3倍,達(dá)到159.6 mg/L,同時(shí)細(xì)胞形態(tài)由大顆粒變?yōu)樾☆w?；蛴坞x菌絲,表明細(xì)胞形態(tài)與淡紫醌霉素甲酯化合物的產(chǎn)量有一定的相關(guān)性。為了剝離高攪拌轉(zhuǎn)速帶來的

4、高供氧的影響,在800 rpm條件下又設(shè)計(jì)了較低通氣量的實(shí)驗(yàn),使其初始體積氧傳遞系數(shù)(Initial volumetric oxygen transfer coefficient,initialKLa)與600 rpm和1.0vvm條件時(shí)相當(dāng);通過發(fā)酵,觀察到上述不同氧供應(yīng)條件對(duì)ΔstnB1突變株的生理狀態(tài)影響不顯著,實(shí)驗(yàn)證實(shí)了剪切而非氧供應(yīng)是影響淡紫醌霉素甲酯化合物產(chǎn)量和細(xì)胞形態(tài)的重要因素。本文對(duì)淡紫醌霉素甲酯化合物的大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)以