基因工程菌e.coli的熱動力學研究

1、西北大學博士學位論文基因工程菌E.coli的熱動力學研究姓名：王莉衡申請學位級別：博士專業(yè)：生物化工指導教師：范代娣20070601西北大學2 0 0 7 屆博士學位論文摘要運用微量熱學的理論和技術對基因工程菌E c o l i B I 和舵進行了研究，根據熟化學的原理對其代謝與生長等生物學過程的熱動力學規(guī)律進行了解析，從熱力學角度探討了各種不罰生長環(huán)境( 溫度、硫酸卡那霉素濃度、M 礦+ 濃度、p H 、細胞濃度) 對大腸桿菌系統的影

2、響。因菌種E c o l iB 1 和硯溫度誘導的特性，將實驗分為兩階段進行：低于誘導溫度和高于誘導溫度，根據我們得到的不同階段不同溫度變化范國內E ．c o l i B 1 和娩的熱譜曲線，分別擬合出描述低于誘導溫度時菌體生長代謝過程的廣義L o # s t i c方程和高于誘導溫度時的線性生長動力學方程，并計算出低于3 9 6 c 各種溫度下的生長速率常數k 傳代時問G 、不同生長階段的發(fā)熱量Q 、熱力學參數( 活化熵△∥、活化自由

3、能△G ≠、活化焓鯫活化平衡常數∥) 。擬合七．功程，并分別確定了Ec o l iB 1 的最佳生長溫度Z 匆= 3 6 ．5 0 。c 和在此溫度下的生長速率常數七刪=0 ．0 4 1 1 r a i n “ 1 ，最低生長溫度z k = 4 ．2 2 4 c ；E c o b 舵的t o ．= 3 6 ．5 0o C ，k Ⅲ=0 ．0 4 2 5 r a i n - 。，死。= 4 ．7 7 。C 。結果表明，當溫度在2 2 ～3

4、 7 。C 的范圍內變化時，細菌生長代謝隨溫度升高而加快，隨溫度的降低麗變緩，升溫有助于細菌的生長。表現出刺激作用．根據不同濃度硫酸卡那霉素作用下的熱譜曲線，擬合得到相應的熱動力學方程。并分別用兩種不同的模型與定理對其進行分析。研究發(fā)現：隨著硫酸卡那霉素濃度C 的增加，生長速率常數k 與產熱最大功率P ‘均降低，但減緩程度不同．當濃度C 由0 增至2 ．5I ．t g ·加L ～，k 值變化率最大，降低最快，由0 ．0 5 9

5、 6m 西1 急劇下降至0 ．0 3 8 7m a n - ‘，繼續(xù)增加濃度至1 0 0p ．g - m L “ 1 ，k 值變化減緩，且沒有添加抗生素藥物時的_ j } 值總大于有抗生素藥物時的I 值，所以硫酸卡那霉素對E c o l i口l 的生長代謝有抑菌作用，且濃度越大，七值越小，抑菌效果越為明顯。從l n k．C 關系式求得藥物的半抑制濃度I C m 為8 8 ．4 5 鷴·m L “ 1 。采用微量熱方法研究了無機