Candida utilis高密度培養(yǎng)及提高其胞內(nèi)谷胱甘肽含量的研究.pdf

1、谷胱甘肽(GSH)是一種同時具有γ-谷氨?；蛶€基的生物活性三肽，作為一種能夠保護細胞抵御外界環(huán)境條件的刺激和脅迫的重要活性三肽，在生物體內(nèi)有著多種重要的生理功能，特別是對于維持生物體內(nèi)適宜的氧化還原環(huán)境起著至關(guān)重要的作用。被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)藥、食品工業(yè)、體育運動等多種生物研究領(lǐng)域。 微生物發(fā)酵法是目前GSH工業(yè)化生產(chǎn)的最普遍方法之一，谷胱甘肽是一種胞內(nèi)產(chǎn)物，本論文以一株高積累GSH的產(chǎn)朊假絲酵母(C.utilisWSH02-0

2、8)為出發(fā)菌株，以細胞和GSH的高產(chǎn)量、高產(chǎn)率為目標，采用一系列可行性方案來提高細胞密度和GSH的胞內(nèi)含量，研究的主要內(nèi)容如下： (1)谷胱甘肽是一種胞內(nèi)產(chǎn)物，提高細胞密度將有助于提高GSH的產(chǎn)量?？疾炝撕闼倭骷雍椭笖?shù)流加等不同培養(yǎng)方式對C.utilisWSH02-08發(fā)酵合成GSH的影響。經(jīng)過48h的指數(shù)流加培養(yǎng)方式時，細胞干重(DCW)達到69g·L-1，GSH產(chǎn)量和胞內(nèi)GSH含量均達到最大值835mg·L-1和1.41％，

3、是提高細胞密度是較為理想的選擇； (2)在搖瓶培養(yǎng)條件下分別考察了添加L-谷氨酸、甘氨酸和L-半胱氨酸等三種組成GSH的前體氨基酸對合成GSH的影響。結(jié)果表明當L-半胱氨酸是GSH合成的關(guān)鍵氨基酸，當添加濃度為8mmol·L-1時，GSH產(chǎn)量和胞內(nèi)GSH含量分別比對照提高了51％和82％； (3)在搖瓶條件下，三種氨基酸混合添加對提高GSH的產(chǎn)量和胞內(nèi)含量影響最大，添加濃度均為8mmol·L-1時，GSH產(chǎn)量和胞內(nèi)GSH

4、含量分別為295mg·L-1和3.03％，對照提高了91％和121％； (4)在7L罐上，考察葡萄糖流加培養(yǎng)與添加L-半胱氨酸結(jié)合對細胞合成GSH的影響。當一次性添加L-半胱氨酸濃度為40mmol·L-1時，胞內(nèi)GSH含量最高達到2.26％，GSH產(chǎn)量達到145gmg·L-1，實現(xiàn)了高細胞密度培養(yǎng)與高GSH胞內(nèi)含量的統(tǒng)一； (5)在7L罐上，當一次性添加混合氨基酸濃度均為40mmol·L-1時，胞內(nèi)GSH含量最高達到2.

5、43％，GSH產(chǎn)量達到1568mg·L-1，GSH的平均生產(chǎn)速率為27.5mg·L-1·h-1，使得GSH的總量和生產(chǎn)強度均得到了較大提高，最終顯著地提高了目標產(chǎn)物GSH的產(chǎn)量； (6)根據(jù)微生物的生理特性，研究了過氧化氫脅迫對細胞合成GSH的影響。研究發(fā)現(xiàn)合適濃度的H2O2刺激對細胞合成GSH是有利的。在7L罐上，當H2O2的流加總濃度為36mmol·L-1時，GSH最終產(chǎn)量為922mg·L-1，胞內(nèi)GSH含量為1.64％，比