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时间:2018-11-29
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1、豆油在红霉素发酵中的作用及作用机制的研究作者:沈兆兵陈国豪陈长华【摘要】红色糖多孢菌D在15L发酵罐的基础培养基和发酵过程中补加豆油,当基础培养基中豆油量加倍时,效价提高43.1%;发酵过程补加豆油罐的红霉素效价、生产强度和Yp/s比不补豆油的分别提高了69.7%、69.6%和63.8%。通过实验测定发现,发酵过程补加豆油后,异柠檬酸脱氢酶、甲基丙二酰CoA异构酶的比活以及α酮戊二酸的量均高于不补加豆油时的值,而琥珀酸的量低于不补加豆油时的值。推测豆油经过红色糖多孢菌代谢后进入红霉素合成的一条可能途径:豆油经过代谢后进入TCA循环,并强化了TCA循环的通量,产生了
2、大量α酮戊二酸,再生成琥珀酰CoA,琥珀酰CoA在甲基丙二酰CoA异构酶的作用下生成甲基丙二酰CoA作为红霉素合成的前体。【关键词】豆油;红色糖多孢菌;红霉素发酵;α酮戊二酸;甲基丙二酰CoA;琥珀酸 Studyoneffectofsoybeanoilonfermentationof erythromycinanditsmechanism ABSTRACTThefinalproductionoferythromycinbySaccharopolysporaerythraeaedium.Thefinalproduction,productioncapacity
3、andYp/soferythromycinproved69.7%,69.6%and63.8%,respectively,in15Lbioreactorentation.SpecificactivityofNADP+isocitratedehydrogenase,methylmalonylcoenzymeAmutaseandtheconcentrationofαketoglutaricacidetabolicpathsoybeanoiltoerythromycinedasfolloetabolizedintoTCApathuchαketoglutaricaci
4、dandthengeneratesuccinylCoAbystrengtheningTCApathethylmalonylCoAisformedfromsuccinylCoAbyisomerization.Finally,methylmalonylCoAcanbeusedastheprecursorforthebiosynthesisoferythromycin. KEYethylmalonylCoA;Succinicacid 红霉素的抗菌谱和青霉素相似,是治疗耐药性金葡菌和溶血性链球菌感染所引起疾病的首选药物,临床上可用于对青霉素过敏的患者[1]。红
5、霉素的生物合成是由1个丙酰辅酶A开始的,依次接上6个2甲基丙二酰辅酶A而形成的[2]。丙酰辅酶A的合成有2条途径:①丙酰辅酶A合成酶途径;②丙酸激酶与酰基磷酸辅酶A转移酶偶联也能够催化丙酸生成丙酰辅酶A。红色糖多孢菌合成红霉素所必须的另一个前体是甲基丙二酰辅酶A,合成甲基丙二酰辅酶A有3条途径[3]:①以三羧酸循环的琥珀酰辅酶A为底物的甲基丙二酰辅酶A变位酶和甲基丙二酰辅酶A消旋酶途径[4];②以丙酰辅酶A为底物的甲基丙二酰辅酶A转羧基酶途径[5];③丙酰辅酶A羧化酶途径[6]。 据报道,油能够为大环内酯类抗生素提供所需的前体,提高短链脂肪酸的合成。合成红霉素过
6、程中短链脂肪酸主要被短链脂肪酸激酶和酰基磷酸辅酶A转移酶系统激活,同时还可以被酰基辅酶A合成酶激活,丙酸激酶途径是形成丙酰辅酶A的主要途径[3],因而油在红霉素合成中有可能首先通过丙酰辅酶A途径最终促进红霉素的合成。但Hunaiti[4]等又报道在红霉素产生菌中甲基丙二酰辅酶A主要来源于三羧酸循环的琥珀酰辅酶A,而不是丙酰辅酶A。 本文在前人研究的摇瓶实验基础上,重点在15L发酵罐中进行添加豆油实验,结果表明豆油对红霉素的效价及其它几项指标的提高的确有明显作用;通过实验测定了发酵过程补加豆油对发酵液中有机酸以及相关酶活的影响,从理论上推测豆油对红霉素生物合成的作用
7、机制。 1.材料与方法 1.1菌株和培养基 菌株红色糖多孢菌D,由本课题组自备。 一级种子培养基(g/L)淀粉30,糊精20,玉米浆20,黄豆饼粉15,硫酸铵1.4,硝酸铵1.0,氯化钠2,碳酸钙2,豆油4。 二级种子培养基(g/L)淀粉30,糊精20,玉米浆15,黄豆饼粉15,硫酸铵1.4,硝酸铵1.0,氯化钠2,碳酸钙2,豆油4。 摇瓶培养基(g/L)淀粉30,糊精20,玉米浆4,黄豆饼粉15,硫酸铵1.4,氯化钠1.5,碳酸钙4,豆油4。 发酵罐培养基(g/L)淀粉50,糊精20,玉米浆15,黄豆饼粉16,硫酸铵8,氯化钠1.7,碳酸钙30,
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