重组毕赤酵母高密度发酵生产漆酶的工艺条件开题报告

 2021-08-09 01:00:31

1. 研究目的与意义

漆酶作为一种多酚含铜氧化酶,可降解环境中多种有毒物质,对污染的局部环境进行生物修复;漆酶催化木质素降解的特性,可用于造纸工业中纸浆的生产;漆酶可以降解多种芳香族类化合物和有机磷类毒剂,很好的保护环境;漆酶在饮料加工、食药用菌生产、食品分子交联、植物食品保护等方面都有涉及;一些细菌的抗药性也可能与细菌产生的漆酶的活性有关。

目前,国内外大量的研究工作都是围绕漆酶高产菌株的筛选及其发酵条件的优化展开的。研究成果明,已有多株漆酶的高产菌株被成功筛选,在适宜的培养方式和最佳生理培养条件下,能够进行高效表达,但是仍然存在如下问题:

1.高产菌株培养产出的漆酶活力仍然较低,满足不了工业化生产的要求;

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2. 国内外研究现状分析

国际上漆酶已经发展菌种定向优化,基因筛选克隆,表达宿主的筛选,生产工艺优化,漆酶的固定化,漆酶结构、催化机理与理化性质的研究。诺维信公司是通过基因工程改性的黑曲酶经深层发酵来生产漆酶,产品酶活力1200IU/ml,另外欧洲某公司从食用菌中开发出一株高产菌株,发酵水平是550IU/mL(1ml=1g)。与诺维信同类产品进行比较试验表明,应用相同的漆酶,相同的浓度与诺维信专利试验方法进行可观的试验,该公司的酶只用时10分钟就完成了,而诺维信的酶要用20分钟才能完成。工艺特点是:培养时间短,培养成份简单,在同一个工艺中可以生产多个酶产品,酶产品pH 稳定好,发酵可以采用固态或液态方式进行。

国内目前而言,还未见产业化的报道。研究主要集中在菌种选育,工艺条件的优化,处于实验室阶段,漆酶基因的克隆表达等分子生物学研究已经开展。现在深圳市构思生物技术有限公司研制成功的漆酶GTBio L01与传统漆酶相比,具有产量大、酶活高和生产周期短等特点。中科院微生物所从血红密孔菌Pycnoporus sanguineus双核菌株中分离到的一株漆酶高产的单核菌株P.sanguineus MK528。在同样培养条件下此单核菌株比双核菌株产生的漆酶产量高,分离到的该漆酶高产单核菌株与其他已报道的生产漆酶的真菌菌株相比有以下优势:第一,其摇瓶发酵漆酶单位体积产酶能力为63U/mL,达国内领先水平;第二,发酵液中不含有同工酶,这利于提取分离纯化漆酶,减少纯化步骤,降低纯化成本。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

本论文以重组毕赤酵母(pichia pastoris km71h ppiczαc-n2/n4)为产酶菌种,研究甲醇诱导剂及初始cu2 浓度、ph等因素对其分泌漆酶量的影响;通过高密度发酵重组毕赤酵母,优化甲醇诱导生产漆酶的工艺条件,大幅度提高漆酶的活力,从而达到降低漆酶使用成本的目的。同时研究重组毕赤酵母生产的两种漆酶的酶学性质。

研究计划:

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4. 研究创新点

(1)研究高密度发酵重组毕赤酵母生产漆酶,以获得提高漆酶酶活的适宜条件,从而为漆酶的工业化生产打下基础。

(2)系统地研究重组毕赤酵母所产漆酶的酶学性质,为其实际应用提供依据。
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