重組畢氏酵母發(fā)酵過程的代謝－氧傳遞組合模型.pdf

1、由于作為外源基因受體的巨大優(yōu)勢，畢氏酵母近年來已成為倍受青睞的外源蛋白表達系統(tǒng)。本文以重組畢氏酵母生產(chǎn)人血清白蛋白過程為例，對以下幾個方面進行了研究： 1、重組畢氏酵母代謝模型 以畢氏酵母 (Pichia pastoris) 生產(chǎn)重組人血清白蛋白 (rHSA) 培養(yǎng)過程為對象建立代謝模型。該模型描述了畢氏酵母以甘油和甲醇為碳源時的物質(zhì)流和能量流的平衡關系。利用該模型可以解得比碳源消耗速率、比生長速率、比乙酰輔酶A生成速率

2、、比氧消耗速率等關鍵的反應速率。進一步，將該模型與生物反應器模型相結合，獲得了操縱變量（補料速率）和狀態(tài)變量（細胞干重濃度、基質(zhì)濃度、蛋白濃度和發(fā)酵液體積）之間的關系。實驗驗證結果表明，畢氏酵母代謝模型能較好地描述細胞的生長和外源蛋白的表達。 2、重組畢氏酵母發(fā)酵過程的氧傳遞模型 分析了在機械攪拌反應器中，重組畢氏酵母發(fā)酵過程的氧傳遞，建立了氧傳遞模型。氧傳遞模型與攪拌速率、通氣量、 溶氧、發(fā)酵液體積及發(fā)酵溫度相關聯(lián)。在

3、擬穩(wěn)態(tài)下，由氧傳遞模型估算的氧傳遞速率與由代謝模型得到的攝氧率較為吻合，較好地描述了畢氏酵母發(fā)酵過程中氧的供需狀況。對氧傳遞模型在細胞干重在線估計上的應用作出了討論，采用在線滾動辨識技術對YX/O2（細胞生長對氧的得率系數(shù)）及mO2/X（氧的維持系數(shù)）進行辨識。細胞干重濃度估計值與實驗結果相符。 3、分析與討論 針對發(fā)酵過程中出現(xiàn)的甲醇誘導期細胞干重濃度下降的現(xiàn)象進行了研究，得出細胞消耗自身累積的儲存糖源以維持生命是引起