产朊假丝酵母发酵法生产谷胱甘肽研究.ppt

《产朊假丝酵母发酵法生产谷胱甘肽研究.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、江南大学生物工程学院产朊假丝酵母发酵法生产谷胱甘肽研究1有关谷胱甘肽的基本知识生物活性三肽化合物小分子硫醇类化合物含有-肽键主要有还原型（GSH）和氧化型（GSSG）两种形态2谷胱甘肽的形态转换图1-1酵母细胞中谷胱甘肽的形态转化过程3谷胱甘肽在自然界中的分布情况动物：肝脏、肾、红细胞和眼睛晶状体植物：蔬菜、豆类、谷物、薯类、菇类微生物：酵母（主要为Saccharomyces属和Candida属）谷胱甘肽主要以GSH形式存在，大多数生物细胞中GSH与GSSG的比例约为100:1。4谷胱甘肽的功能维持生物体内适宜的氧化还原环境广泛

2、用于生物化学、医学、生物学和化学的研究测定GSH可以迅速增强机体的免疫力对消化系统、呼吸系统和新陈代谢等都有很大帮助GSH具有消除疲劳的作用近年来还发现GSH具有抑制艾滋病病毒的功效加拿大麦基尔大学教授古特曼博士这样预测：“GSH很快就会象胆固醇一样深入民心，成为人们衡量健康的指标之一”。5GSH多用于治疗肝脏疾病解毒抗辐射抗肿瘤、癌症抗氧化衰老协调内分泌疗效明显且无副作用，这些同类药物所不具有的优点使得GSH在临床医药领域有着极为广泛的用途。谷胱甘肽应用于临床6表1-1GSH的生理功能及其在临床上的应用7谷胱甘肽应用于食

3、品行业GSH具有独特的生理功能，被称为长寿因子和抗衰老因子GSH在强化食品风味的同时对人体有保健作用它在食品行业的应用前景显然要优于其它类型的防腐剂或抗氧化剂表1-2GSH在食品加工业中的用途8谷胱甘肽的应用前景医药工业食品工业体育运动生物研究GSH有一个巨大的市场研究兴趣日益增长需求量不断增加昂贵的市场价格GSH在各领域中的广泛应用限制9谷胱甘肽的制备方法有机溶剂萃取法化学合成法生物技术法酶转化法发酵法10酶法合成谷胱甘肽谷胱甘肽合成酶系酶活的提高ATP再生系统的构建E.coli细胞中的乙酸激酶反应S.cerevisia

4、e细胞中的糖酵解途径固定化酶（细胞）技术的应用提高ATP的转移效率以及增加ATP在反应体系中的稳定性，以实现ATP再生系统的高效运行。11发酵法生产谷胱甘肽高产菌株的选育发酵过程的优化及控制基因工程菌在谷胱甘肽生产中的应用12高产菌株的选育图1-3高产GSH酵母菌株的选育方法与结果13发酵条件优化营养成分的选择培养条件的优化发酵过程控制控制葡萄糖的浓度：流加发酵控制细胞比生长速率：提高比GSH合成速率前体物质的添加添加策略：一次性添加、连续添加等发酵过程的优化及控制14基因工程技术的应用提高GSH合成酶系的酶活：增加质粒的拷贝数降低

5、酶系对GSH的敏感性：构建脱敏菌株！需要考虑质粒的稳定性！15发酵法生产谷胱甘肽研究中仍存在的问题对C.utilis发酵生产GSH的细胞生长规律和GSH合成特性还缺乏了解还没有发现从发酵动力学的角度，来分析并获得GSH发酵过程中出现的规律性结果在流加发酵中，高细胞密度和高GSH合成能力的矛盾还没有解决未见运用代谢理论及其手段为GSH合成过程中发生的变化寻求合理的解释如何将胞内GSH分泌至胞外也需要深入研究16发酵法生产谷胱甘肽研究的意义日本协和发酵和味之素公司在上世纪80年代就已实现GSH的工业化生产，并基本垄断国际市场我国在该

6、方面的研究相对滞后日本以明显的差价将GSH销往欧美和我国（欧美250美元/kg，我国450美元/kg）因此，大力研制开发并获得具有自主知识产权的GSH生产技术，对于我国功能食品和医药工业的发展都具有重要的意义。17发酵过程优化原理外因：基于微生物反应原理的培养环境优化技术内因：基于代谢特性的分阶段培养技术外因定量化：基于动力学模型分析的优化和控制技术内因定量化：基于代谢通量分析的过程优化技术18微生物细胞基于微生物反应原理的培养环境优化技术(外因）创造一个适于微生物生长和代谢的环境关键技术1在一个生物反应体系中19基于代谢特性的分阶段培养技

7、术(内因）基于微生物反应原理的培养环境优化技术(外因）创造一个适于微生物生长和代谢的环境关键技术2在一个生物反应体系中控制细胞代谢特性，与优化的环境相适应20基于代谢特性的分阶段培养技术(内因）基于动力学模型分析的优化和控制技术(外因，定量化）关键技术3在一个生物反应体系中控制细胞代谢特性，与优化的环境相适应基于微生物反应原理的培养环境优化技术(外因）21基于代谢特性的分阶段培养技术(内因）基于动力学模型分析的优化和控制技术(外因，定量化）关键技术4在一个生物反应体系中基于微生物反应原理的培养环境优化技术(外因）基于代谢通量分析的过程优化技术

8、(内因，定量化）22本研究的主要内容课题来源：江苏省高校高新技术产业发展项目“微生物发酵法生产谷胱甘肽”研究目标：酵母细胞和GSH的高产量、高得率和高生产强度研究内