重組膽固醇氧化酶表達的發(fā)酵優(yōu)化.pdf

1、膽固醇氧化酶是一種重要的檢測用酶,除廣泛應用于醫(yī)療檢測外,在食品開發(fā)、醫(yī)療保健、生物農藥等方面也有應用潛力。鑒于微生物來源的膽固醇氧化酶表達量小且需要膽固醇誘導的問題,本實驗室成功構建了一株可胞內表達膽固醇氧化酶的基因工程菌,但是膽固醇氧化酶主要以包涵體的形式存在,活性膽固醇氧化酶表達量低。本文采取調整誘導劑,優(yōu)化發(fā)酵工藝等手段提高活性膽固醇氧化酶產率,建立一系列膽固醇氧化酶高效表達技術,有助于實現(xiàn)膽固醇氧化酶高效低成本制備。
　

2、　 本文以一株胞內表達膽固醇氧化酶的工程菌E coli BL21(DE3)-PET28a-COD為生產菌株,以減少包涵體形成,提高活性膽固醇氧化酶產率為目標,采用外因優(yōu)化與內因優(yōu)化相結合的策略對膽固醇氧化酶發(fā)酵過程進行優(yōu)化。
　　 1.采用乳糖誘導膽固醇氧化酶表達,提高了膽固醇氧化酶可溶表達的比例,并優(yōu)化了乳糖誘導膽固醇氧化酶表達的條件。采用乳糖誘導膽固醇氧化酶表達,酶活分別為0.76U/mL,0.45U/mg,是IPTG誘導

3、時的4.0和2.4倍,顯著提高了活性膽固醇氧化酶的表達水平。在優(yōu)化后的誘導條件下誘導膽固醇氧化酶表達,酶活達到5.8U/mL,為初始條件的7.6倍。
　　 2.調節(jié)誘導階段溫度和pH提高活性膽固醇氧化酶產率,建立雙程培養(yǎng)策略。研究了菌體生長和誘導階段的最佳溫度和最適pH,結果表明,菌體生長階段最佳條件:溫度37℃,pH7.5;誘導階段最適條件:溫度30℃,pH6.5。采用雙程培養(yǎng)策略培養(yǎng)工程菌,膽固醇氧化酶酶活最終達到16.9U

4、/mL,生產強度為1.30U/(mL·h),分別提高了191％,347％;重組酶表達量占菌體總蛋白的32％,但可溶部分占膽固醇氧化酶表達量的68％,顯著提高膽固醇氧化酶的可溶表達水平。
　　 3.7L發(fā)酵罐中研究了工程菌的培養(yǎng)策略,進一步提高活性膽固醇氧化酶產率。比較了四種補糖策略,確定采用葡萄糖補料培養(yǎng)菌體至對數(shù)生長后期,恒速流加乳糖誘導液誘導重組酶表達的方法獲得最大酶活20.5U/mL,提高了21％。制定pH-stat流加甘