Glarea lozoyensis发酵生产棘白菌素类化合物纽莫康定的研究进展

棘白菌素化合物纽莫康定B0(pneumocandin B0)是抗真菌药物卡泊芬净(caspofungin)的前体。棘白菌素类化合物可以通过非竞争性抑制真菌细胞壁中的β-1,3-D-葡聚糖合成酶活性而抑制真菌细胞壁的合成。纽莫康定B0的生产菌是丝状真菌Glarea lozoyensis。本文从化学结构和生物合成的角度出发,总结了纽莫康定B0的研究进展,主要包括综述了纽莫康定化合物的化学多样性、生物合成途径、优良菌株的选育以及在发酵生产中所面临的工程问题等。

原生质体诱变筛选高产纽莫康定B_0的菌株

目的对产纽莫康定B_0的丝状真菌(Glarea lozoyensis)ATCC 74030进行原生质体制备、再生及常压室温等离子体诱变育种进行研究,选育高产纽莫康定B_0的菌株。方法采用单因素实验法研究了原生质体形成和再生的最佳条件,并将原生质体通过常压室温等离子体诱变。结果 Glarea lozoyensis原生质体形成和再生的最佳条件为:菌体培养9d,0.6mol/L的葡萄糖溶液作为渗透压稳定剂,采用2%Yatalase+3%溶壁酶+1%蜗牛酶组成的复合酶系,34℃条件下酶解3.5h。经过常压室温等离子体诱变,筛选出的原生质体诱变菌株G.lozoyensis Q1,其产量达1.13g/L,相对出发菌株产量(0.81g/L)提高了39.5%,且连续传代5代遗传稳定。结论常压室温等离子体诱变提高ATCC 74030发酵单位效果明显,实验结果表明突变株G.lozoyensis Q1具有潜在的生产应用价值。

响应面法优化康宁木霉产纤维素酶的发酵培养基

采用响应面法对康宁木霉产纤维素酶的发酵条件进行了优化。首先运用Plackett-Burman法筛选出3个影响较大的重要因素,分别为:葡萄糖,MgSO4.7H2O,MnSO4.H2O。然后进行最陡爬坡实验,确定这3种重要因素的最适质量浓度范围。最后通过Box-Behnken设计,利用Design Expert软件进行回归分析,得出3种因素的交互作用及最佳发酵条件。确定康宁木霉发酵产纤维素酶的最佳发酵培养基为葡萄糖5.97 g/L,乳清粉7 g/L,玉米浆干粉13 g/L,(NH4)2SO4 4 g/L,KH2PO4 8 g/L,MgSO.4 7H2O 0.56 g/L,CaCl.2 2H2O 0.6 g/L,FeSO.4 7H2O 2.5 mg/L,ZnSO4.7H2O 0.7 mg/L,CoCl.2 6H2O 1.9 mg/L,MnSO.4 H2O 4.07 mg/L,吐温-80 1.5 mL/L,在此培养基下发酵酶活为0.233 IU/mL,比优化前提高了35.7%。

基于渗透压调控的纽莫康定B_0发酵动力学

以海洋丝状真菌Glarea lozoyensis Q45为研究对象,研究不同渗透压条件下Glarea lozoyensis Q45的生长、底物甘露醇消耗以及纽莫康定B_0的生产特性。基于Logistics方程、Luedeking-Piret方程和Luedeking-Piret-Like方程,得到了描述纽莫康定B_0发酵模型的动力学参数。基于发酵动力学模型,提出了在菌体生长稳定期添加1.61 g/L Na Cl的调控策略。在该策略下,纽莫康定B_0的产量达到1.75 g/L,比初始条件的结果提高24.6%。