釀酒酵母生產(chǎn)達瑪烯二醇及其中間代謝物的發(fā)酵條件優(yōu)化.pdf

1、鯊烯、環(huán)氧化鯊烯和達瑪烯二醇是重要的醫(yī)藥中間體，也是釀酒酵母合成人參皂苷等具有經(jīng)濟藥用價值萜類化合物的前體。采用釀酒酵母生物合成鯊烯、環(huán)氧化鯊烯和達瑪烯二醇的過程中，這些化合物的產(chǎn)量一般較低，通過發(fā)酵條件優(yōu)化提高產(chǎn)量具有重要意義。
　　本文以酵母基因工程菌 W303-tHMGR、 W303-tHMGR-ERG1、W303-tHMGR-ERG20為研究對象，以鯊烯、環(huán)氧化鯊烯的產(chǎn)量為考核指標，考察基因tHMGR、ERG1及ERG20

2、的強化對中間代謝物鯊烯、環(huán)氧化鯊烯產(chǎn)量的影響。以工程菌W303-tHMGR-ERG1、W303-tHMGR-ERG1-DS為研究對象，通過單因素實驗、爬坡實驗、Box-Behnken實驗優(yōu)化了搖瓶培養(yǎng)基；通過正交實驗優(yōu)化了搖瓶培養(yǎng)的條件；進行了5L發(fā)酵罐水平的間歇發(fā)酵及補料分批發(fā)酵，獲得了發(fā)酵動力學模型。主要研究結(jié)果如下：
　　1．考察了基因tHMGR（3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶）、ERG1（鯊烯環(huán)氧酶）、ERG20（法

3、尼基焦磷酸合成酶）的強化對釀酒酵母中間代謝物產(chǎn)量的影響。當基因強化時，中間代謝物鯊烯和環(huán)氧化鯊烯的合成量都在原來基礎(chǔ)上有不同程度的提高。其中強化了基因 tHMGR、ERG1的工程菌W303-tHMGR-ERG1的鯊烯和環(huán)氧化鯊烯產(chǎn)量最高，分別為33.13mg/L和2.16mg/L，是野生型釀酒酵母的73.3倍、1.8倍。
　　2．以釀酒酵母基因工程菌 W303-tHMGR-ERG1、W303-tHMGR-ERG1-DS為研究對象，

4、通過單因素實驗、爬坡實驗、Box-Behnken實驗優(yōu)化了發(fā)酵培養(yǎng)基，通過正交實驗優(yōu)化了搖瓶培養(yǎng)的條件，優(yōu)化后的環(huán)氧化鯊烯產(chǎn)量為95.72mg/L，比初始產(chǎn)量提高了71.7％；達瑪烯二醇產(chǎn)量為77.45mg/L，比初始產(chǎn)量提高16.2倍。
　　3．以工程菌W303-tHMGR-ERG1-DS為研究對象，進行了5L發(fā)酵罐的發(fā)酵實驗。5L發(fā)酵罐的達瑪烯二醇產(chǎn)量為75.47 mg/L，是搖瓶初始條件下的16.8倍。通過補料分批發(fā)酵，達瑪