一、课题背景
L-天冬氨酸（L-Aspartic acid），又称alpha;-氨基丁二酸，其含有1个氨基和2个羧基，等电点pI为2.77,是天然存在的重要氨基酸。它是生物体中部分氨基酸和嘌呤、嘧啶碱基合成时的前体，其中这些氨基酸包括赖氨酸，苏氨酸，蛋氨酸，异亮氨酸等。同时，L-天冬氨酸的残基也在各种生物体中大量存在，它可以将大脑的兴奋信号传递到相应各处来调节其代谢功能，如：脑部、神经等。由于L-天冬氨酸参与乌氨酸循环，能够促进氨和二氧化碳生成尿素，从而降低血液中氨和二氧化碳的含量，增强肝功能，因此广泛用做氨解毒剂，肝机能促进剂，疲劳恢复剂等医药用品和各种清凉饮料的添加剂，在食品、医药、日常化工、纺织等行业都有着广泛的应用。最初，大规模天冬氨酸的工业化生产始于20世纪70年代，我国20世纪80年代后期也进行了工业化生产。
目前生产天冬氨酸的手段主要有两种，即游离细胞转化法和固定化细胞转化法，不论是哪种手段都是利用大肠杆菌的天冬氨酸酶转化延胡索酸来进行合成的，最开始使用较多的是固定化细胞转化法，但由于游离细胞转化法的优点日益明显，如操作简单、酶源易得等等，因此逐渐成为了最常用的生产天冬氨酸的手段。而在关注天冬氨酸的生产手段的同时，关于如何提高其合成效率也成为了一个重要的探讨问题。
根据文献查阅可以得到，增加产生L-天冬氨酸酶的产菌酶的产酶量可以提高天冬氨酸的合成效率。因此，如果改良优化了含有天冬氨酸酶的大肠杆菌的培养条件，就会提高含天冬氨酸酶的大肠杆菌的酶活量，其单位体积内的天冬氨酸酶总酶活也会随之增加，则显著提升天冬氨酸的合成效率。
因此本研究通过先筛选出高菌体浓度高酶活量含天冬氨酸酶的大肠杆菌菌株，并对此菌株培养基进行优化，来探索最佳培养基配方，实现对大肠杆菌株高密度培养，进而间接提高单位体积培养液中的L-天冬氨酸酶酶活性，达成含天冬氨酸酶的大肠杆菌的酶活性优化研究，以此提高后续转化效率和探索其更高的利用价值。
二、实验目的和意义
在本实验中，首先要做的是筛选出最高菌体浓度最高酶活性的大肠杆菌菌株。其次，由于培养基的配方和初始pH对于菌体浓度和酶活性来说是比较大的影响因素之一，因此在这基础上可以改良最高菌体浓度最高酶活性菌株的培养基配方，如碳源、氮源改变，以及结合改良的培养基配方而改变初试pH，来达到酶活性优化。
优化天冬氨酸酶产菌酶的产酶量可以提高天冬氨酸的合成效率，使天冬氨酸的获得更高效，在工业上生产带来更多益处。
三、实验内容
本课题内容可分为以下两个部分：
