谷胱甘肽的发酵优化及调控分析.pptx

谷胱甘肽的发酵优化及调控分析
魏国光
生物与制药工程学院
研究生一班
魏国光
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Contents
谷胱甘肽的作用及代谢途径
合成谷胱甘肽限制因素
发酵条件优化及调控策略
调控策略分析
一、什么是谷胱甘肽
谷胱甘肽(glutathione,r-glutamyl cysteingl +glycine,GSH)是一种含γ-酰胺键和巯基的三肽,由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成。
重要的功能团
1 谷胱甘肽简介
功能
-SH:易于氧化物质和毒素结合,通过生物转化,将其排除体外,因此GSH起到抗氧化和解毒的作用。
GSH:年需求量逐年上升,2015年世界需求量达到500吨。
谷胱甘肽的作用
谷胱甘肽代谢途径
谷氨酰半胱氨酸合成酶(GSH1)
谷胱甘肽合成酶(GSH2)
主要的生产菌株为酵母菌和大肠杆菌
2 合成谷胱甘肽限制因素
(1)半胱氨酸的量制约GSH的合成速度和合成量,比如胞内半胱氨酸量不足,则导致其合成下降。
(2)ATP的供给
(3)GSH1和GSH2的活性
(4)GSH的反馈调节机制,GSH1是一个调节酶,也是一个多功能酶,受终产物GSH的负反馈调节,当GSH在细胞中积累一定量时,GSH与酶分子的调节部位结合使酶中心变构失活,从而抑制GSH继续合成。
3 发酵条件优化及调控策略title
实验设计
数据分析
培养基优化
正交实验设计
中心复合实验设计
均匀实验设计
响应面法
神经网络
培养基优化
Liu等对葡萄糖、蛋白胨和硫酸镁运用Box-Behnken设计进行优化,考察它们对酿酒酵母产的影响,并分别用响应面法和神经网络进行分析,发现神经网络预测的生物量和产量误差更小,在优化后的培养条件下,,比优化前提高了73%.
Cha等报道氨基酸、盐类物质和碳氮源对酿酒酵母FF-8产GSH的影响,通过单因素实验发现,%葡萄糖、%酵母粉、%%半胱氨酸对GSH生产最有效,在此YM条件下产量达到204mg/L,.
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培养条件优化
在发酵过程中,主要优化发酵温度、溶氧、PH、压力、接种量等,来调控谷胱甘肽生产,提高产量。
、pH和溶氧对产肮假丝酵母生产的GSH影响
(1)较高温度促进细胞增长,较低温度更有利于GSH产量的提高
(2)在分批发酵条件下,当葡萄糖30g/L浓度为留且通气量控制在5L/min时,搅拌转速达到300r/min即可满足细胞生长和合成对溶解氧的需求。
,而不控制pH比控制pH在对细胞生长和GSH合成分别降低了27%和29%。
,在发酵过程中分三段对其进行氧胁迫后,使分批发酵GSH产量达218mg/L,含量达到,%%·