琥珀酸放線桿菌發(fā)酵丁二酸的代謝流分析.pdf

1、丁二酸是生命體三羧酸循環(huán)的中間物，也是微生物厭氧代謝的發(fā)酵產(chǎn)物之一，很多微生物以生產(chǎn)丁二酸鹽作為它們能量代謝終產(chǎn)物之一。本文采用代謝流分析法(MetabolicFluxAnalysis)計(jì)算分析以葡萄糖為碳源，琥珀酸放線菌(Actinobacillussuccinogenes)CGMCC1593厭氧發(fā)酵產(chǎn)丁二酸過程的代謝通量分布。著重考察氧化還原電位(Oxidation-ReductionPotentialcultue)，和不同pH調(diào)控

2、劑對(duì)A.succinogenesCGMCC1593生長和代謝產(chǎn)物分布的影響，為優(yōu)化A.succinogenesCGMCC1593厭氧發(fā)酵丁二酸工藝提供參考。 首先，構(gòu)建了Actinobacillussuccinogenes以50g/L葡萄糖為底物進(jìn)行厭氧發(fā)酵條件下的代謝網(wǎng)絡(luò)，其中包括20個(gè)代謝反應(yīng)和20個(gè)化合物，采用代謝通量分析法(MFA)得到20×15的矩陣方程并通過MATLAB7.0軟件計(jì)算，得到了不同代謝時(shí)期的通量分布圖。

3、結(jié)果表明：在對(duì)數(shù)生長期(8h)時(shí)，丁二酸通量較低，生物量合成通量較高，而在代謝穩(wěn)定期(20h)時(shí)丁二酸通量增加了45％，生物量合成通量則降低了80％。 其次，研究了A.succinogenesCGMCC1593厭氧發(fā)酵過程中氧化還原電位對(duì)菌體生長和發(fā)酵產(chǎn)物的影響，發(fā)現(xiàn)菌體生長和丁二酸積累的較佳ORP分別為-220mV和-270mV；比較ORP在-220mV，-270mV時(shí)，發(fā)酵對(duì)數(shù)生長期(8h)和穩(wěn)定期(20h)代謝通量分布，以

4、及發(fā)酵過程中PEP、PYR節(jié)點(diǎn)，NADH通量分配的變化，得出：在ORP-270mV時(shí)，NADH總通量和丁二酸方向代謝通量增幅明顯。丁二酸產(chǎn)率為34g/L，最終糖利用率達(dá)到80％，較未ORP調(diào)節(jié)前(丁二酸產(chǎn)率：28g/L，糖利用率65％)提高了15％。 再次，考察了分別使用碳酸鎂和碳酸鈉調(diào)節(jié)pH，A.succinogenesCGMCC1593厭氧發(fā)酵過程32h平均代謝通量分布和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的通量分布情況：碳酸鈉為pH劑條件下NADH，