蘇云金芽胞桿菌的分批發(fā)酵動力學.pdf

1、一般吡啶二羧酸(DPA)占細胞干重的百分含量是恒定的,但隨著不同菌種和同一菌種不同培養(yǎng)條件,DPA和芽胞數(shù)的對應關系不同.通過SAS統(tǒng)計軟件考察蘇云金芽胞桿菌工程菌BMB005在三種不同培養(yǎng)基中(H<,8>,H<,9>,H<,8>半倍培養(yǎng)基)培養(yǎng)時的DPA和芽胞數(shù)對應關系是否存在差異,結果表明:培養(yǎng)條件差異導致這種對應關系的差異相對于涂平板計數(shù)所帶來的誤差并不顯著;菌株BMB005的DPA和芽胞數(shù)的對應關系為y=1.528x-96.19

2、535(x代表DPA的濃度,單位為μg/ml;y代表芽胞數(shù),單位為×10<'7>個芽胞/ml).因此,在蘇云金芽胞桿菌工業(yè)發(fā)酵中,對于相同菌種不同培養(yǎng)條件,可用DPA濃度代表芽胞數(shù).利用修正的Contois等模型模擬了蘇云金芽胞桿菌工程菌BMB005分批發(fā)酵的營養(yǎng)期和芽胞期碳代謝的動力學過程,首次建立了在以中間代謝物PHB為底物合成DPA和ICPs的條件下,PHB的降解動力學以及DPA和ICPs的生成動力學模型.得到了菌體最大比生長速率

3、μ<,m>=1.1172/h、菌體對葡萄糖的得率系數(shù)Y<,X/G>=2.2928g/g、PHB對葡萄糖的得率系數(shù)Y<,P/G>=0.7547g/g、DPA和晶體蛋白的最大比生成速率(b<,1>=0.0329/h,b<,2>=0.3731/h)以及DPA和晶體蛋白對PHB的得率系數(shù)(Y<,DP>=0.3666g/g,Y<,C/P>=0.9337g/g)等一系列重要動力學參數(shù).這些參數(shù)將會為殺蟲晶體蛋白的高產(chǎn)和原料利用的優(yōu)化奠定理論基礎.通

4、過建立的動力學模型,比較了野生菌YBT1463和其無質粒突變株BMB171以及以BMB171為受體菌轉入質粒pBMB801的工程菌BMB871的菌體、葡萄糖、PHB、晶體和芽胞數(shù)的生成或消耗的變化過程,同時對以上參數(shù)進行分析,結果表明:對于YBT1463、BMB171以及BMB871來說,在營養(yǎng)期,質粒的存在對菌體最大比生長速率、菌體對葡萄糖的得率系數(shù)等參數(shù)影響不顯著,但是顯著提高菌體轉化葡萄糖為PHB產(chǎn)率系數(shù)以及葡萄糖的維持系數(shù),充分

5、說明了質粒的存在顯著地影響葡萄糖的代謝流;在芽胞期,質粒的存在除了和菌株合成晶體有關以外,對芽胞合成代謝也有很大影響,主要體現(xiàn)在:質粒的存在降低PHB對DPA的最大比生成速率、DPA對PHB得率系數(shù),提高PHB的維持系數(shù).質粒的這種作用充分證明在蘇云金芽胞桿菌中的質粒并沒有給細胞生長帶來代謝負擔,但影響了葡萄糖代謝流.該文還通過在不同時期補加各種中間代謝物,來探討工程菌BMB005的DPA、殺蟲晶體蛋白的合成與外部環(huán)境加碳源代謝的關系,