不同搅拌策略对破伤风梭状芽孢杆菌发酵生产破伤风毒素的影响

目的考察不同搅拌策略对破伤风梭状芽孢杆菌(Clostridium tetani,C.tetani)大规模发酵生产破伤风毒素的影响,建立稳定的C.tetani发酵工艺。方法在1500 L发酵罐中,采用不同搅拌策略发酵C.tetani。发酵过程中测定发酵液菌体浓度和毒素絮状单位(flocculation unit,Lf),并应用实时荧光定量PCR测定tent基因和tetR基因的表达量;发酵液经深层过滤、超滤、两步盐析等工艺纯化后得到精制毒素,测定精制毒素的絮状单位、体积和蛋白氮含量,并计算其产量、纯度和收率。结果不同搅拌策略对C.tetani的生长、产毒、tent基因和tetR基因的表达量以及精制毒素的产量、纯度和收率均有显著影响(P均<0.05);Stir-3组批培养结束时的平均产毒量为(110±10)Lf/mL,精制毒素的平均产量为(88±9)Lf/mL培养基,均高于其他试验组(P均<0.05);Stir-3组精制毒素的平均收率和纯度分别为79.8%±3.0%和(2798±83)Lf/mg PN,高于Stir-1和Stir-4组(P均<0.05),但与Stir-2组相比差异无统计学意义(P>0.05)。结论C.tetani大规模发酵时,可以采取两阶段搅拌控制策略(前12 h不搅拌,12 h后连续搅拌)以提高破伤风毒素的产量和纯度,不同搅拌策略可通过影响tent基因和tetR基因的表达量进而影响C.tetani的产毒量。