溶氧及抗生素脅迫對(duì)熱凝膠發(fā)酵的影響.pdf

1、熱凝膠是一種由產(chǎn)堿桿菌或土壤桿菌發(fā)酵生產(chǎn)的胞外多糖。而糞產(chǎn)堿桿菌胞內(nèi)的核苷酸水平在維持細(xì)胞代謝和合成熱凝膠過(guò)程起著十分重要的作用，如ATP、ADP等核苷酸為合成熱凝膠提供能量，二磷酸尿核苷葡萄糖(UDPG)是合成熱凝膠過(guò)程中的重要前體物質(zhì)。本研究以糞產(chǎn)堿桿菌WX-C12為出發(fā)菌株，從胞內(nèi)核苷酸的角度分析了溶氧對(duì)熱凝膠合成的影響，并通過(guò)研究熱凝膠合成期不同階段的產(chǎn)膠速率建立了一個(gè)基于熱凝膠合成期的兩階段溶氧發(fā)酵模式。同時(shí)探索了抗生素脅迫和

2、氨水刺激的協(xié)同作用對(duì)熱凝膠合成期的熱凝膠產(chǎn)率、核苷酸水平及熱凝膠合成關(guān)鍵酶活的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ⑴建立了用反相離子對(duì)色譜法同時(shí)精確測(cè)定產(chǎn)熱凝膠糞產(chǎn)堿桿菌胞內(nèi)中ATP、ADP、AMP、UTP、UDP、UMP、NADH、NAD+及UDP-葡萄糖含量的方法。該方法在30min內(nèi)便可對(duì)上述九種核苷酸進(jìn)行有效分離與準(zhǔn)確測(cè)定，為深入研究熱凝膠發(fā)酵過(guò)程中糞產(chǎn)堿桿菌胞內(nèi)的核苷酸變化和氧化-還原態(tài)趨勢(shì)和細(xì)胞內(nèi)核苷酸水平和熱凝膠生物合

3、成的關(guān)系提供了基礎(chǔ)。
　　 ⑵通過(guò)研究不同溶氧條件下胞內(nèi)多種核苷酸水平的變化，發(fā)現(xiàn)當(dāng)熱凝膠合成階段的溶氧控制值從5%逐步上升到80%，核苷酸的水平變化趨勢(shì)存在著三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn):DO=10%、D0=40%和D0=60%。因此可以按溶氧控制值從低到高將細(xì)胞所處環(huán)境依次分成四個(gè)溶氧水平:10%以下為嚴(yán)重缺氧環(huán)境；10%～40%為微氧環(huán)境；40%～60%為充足氧環(huán)境；而60%以上為氧過(guò)剩環(huán)境。由于熱凝膠的合成很大程度上取決于能量代謝，熱凝膠

4、的合成需要一個(gè)充足的氧環(huán)境，因此可以推測(cè)DO=60%左右為最適于熱凝膠生物合成的溶氧水平。本論文通過(guò)上罐實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一結(jié)論。另外，通過(guò)分析熱凝膠合成期不同階段的產(chǎn)膠速率變化規(guī)律建立了一個(gè)基于熱凝膠合成期的兩階段溶氧發(fā)酵模式，既保證了熱凝膠產(chǎn)率，也降低了能耗。
　　 ⑶通過(guò)研究不同濃度的不同抗生素對(duì)熱凝膠生物合成和菌體量的影響，發(fā)現(xiàn)只有氨芐青霉素僅部分抑制菌體生長(zhǎng)，其它抗生素則會(huì)完全抑制菌體生長(zhǎng)；而合適濃度的氨芐青霉素和硫酸鏈霉素