发酵优化的一般原理

Inhibitor (TAPI)
TAP TAPI TAPI–TAP 复合物
Secretion
folding Pre-Pro-TGase Pro-TGase
activation TGase
+
TAPI具有表面活性
Pro-region
Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2008, 56 (9): 3403–3408.
第二章
发酵优化的一般原理
一.发酵过程的微生物学原理 二.发酵过程的动力学原理 三.发酵过程的概率统计原理 四.发酵过程优化的一般原则
一.发酵过程的微生物学原理
• 代谢机制 • 辅因子调控机制
PC (Bio)
Glucose
X
PDC (B1) Pyruvate Acetaldehyde Pyruvate PDH (B , NA) AcCoAபைடு நூலகம்1
A-因子 A-
链霉菌分化
胱胺抑制Streptomcys hygroscopicus分化。
酶工程——实例
基于生理功能通过发酵策略提高酶的产量
补加蛋白类氮源 流加碳源
菌体量提高80%，产酶提高108%。
二、发酵过程的动力学原理
• 微生物生长动力学 • 产物形成动力学 • 底物消耗动力学
T，pH, DO, RPM
Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2008, 56(21):10261-10264.
酶工程——实例
根据活化机制制定发酵策略提高酶的产量
根据这一TGase活化模型：在发酵过程的产酶初期，
*添加10 mg/mL的CTAB，使发酵过程酶活提高21.8 %； *添加1000 U/mL的胰蛋白酶，使发酵过程酶活提高31.2 %。
程力等.生物工程学报. 2007, 23: 497-501. 程力. 吸水链霉菌产谷氨酰胺转氨酶的发酵条件优化[D]. [硕士学位论文]. 无锡：江南大学生物工程学院, 2007.
酶工程——实例
谷氨酰胺转胺酶的生理功能
Pro-TGase TGase 抑制 催化 丝氨酸蛋白酶 金属蛋白酶 TAPI (SSI蛋白)
二、发酵过程的动力学原理
• 分阶段控制 • 流加发酵
本质上讲是对发酵过程的动态控制。
三、发酵过程的统计学原理
• 单因素实验 • 正交试验 • 响应面分析
对于没有精确模型 的情况。
四、发酵过程优化的一般原则
代谢调控、 辅因子调控、 胁迫 流加发酵、 分阶段控制 培养基优化、 发酵条件优化
微生 物学原理
X X
PT (B6)
Alanine
Ethanol
X
OAA
OAA
Citrate α-KG
B1： 硫胺素 NA： 烟酸 ： Bio：生物素 ： B6： 吡哆醛
辅因子调控 代谢网络
一.发酵过程的微生物学原理
• 酶的调控（乳糖操纵子）
实例
谷氨酰胺转胺酶的活化机制
Serine Protease Metalloprotease Inhibition Protease-inhibitor complexs
动力学 原理 统计学 原理