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还原型谷胱甘肽(GSH)是生物体内最丰富的非蛋白巯基化合物。在γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)和谷胱甘肽合成酶(GS)作用下,由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸缩合而成。谷胱甘肽具有抗氧化、维持细胞酶活、参与DNA和蛋白质的合成、抵御内毒素以及自由基对细胞的损害等功能,广泛应用于食品、化妆品及医疗保健等领域。本文以一株具有较好GSH合成能力的SP5絮凝酵母为出发菌株,通过调控细胞通透性(细胞通透化处理,细胞壁、膜合成的调控),改变细胞培养条件,降低GSH的降解等技术,以实现GSH的过量积累与分泌。研究的主要内容和结果如下:(1)考察自然条件下细胞摇瓶发酵合成GSH过程中细胞生长、产物合成以及糖的代谢情况,对收集的细胞进行酶法合成GSH跟踪,确定了细胞的培养时间为36 h,酶法反应时间为6 h。采用冷冻干燥、乙醇渗透和表面活性剂处理,结果显示土温-60处理对细胞通透性和GSH合成量影响不大;冷冻处理后细胞的通透性得到改善,胞内的GSH分泌能力提高,冷冻干燥三天,细胞合成GSH的总量达到330 mg/L,相比空白提高了17.8%。采用浓度30%乙醇处理,细胞合成的GSH能够较好的分泌至胞外,细胞酶法合成GSH量达到321 mg/L。(2)发酵初期添加肉桂醛或柠檬醛对细胞GSH的分泌有一定的促进作用,但不利于细胞的生长,胞内GSH的浓度降低,细胞发酵合成GSH总量没有明显提高。收集处理细胞进行酶法合成GSH,发现细胞具有一定的GSH分泌能力,胞内的积累量也有相应的提高,采用45μg/mL浓度肉桂醛或100μg/mL的柠檬醛调控细胞生长,生长细胞催化合成的GSH总量达到相对高值,分别达到446mg/L和410 mg/L。(3)考察细胞生长过程中,培养液的装液量、碳源的种类及初始添加浓度、发酵模式、补糖量等对培养细胞酶法合成GSH的影响,发现以葡萄糖为碳源,初始葡萄糖添加浓度为45 g/L,摇瓶装液量为70 mL,24 h后静态培养12 h,并补加25 g/L葡萄糖培养细胞更有利于其酶法合成GSH,GSH的合成量达到461mg/L。优化培养条件结合肉桂醛或柠檬醛对生长细胞的传质能力进行调控,调控细胞的酶法合成GSH总量分别达到580 mg/L和551 mg/L。(4)初步研究了L-丝氨酸、硼酸钾单独和混合添加对细胞生长和GSH合成的影响,发现单独添加L-丝氨酸有助于细胞的生长,但对细胞合成GSH的能力没有显著作用;单独添加硼酸钾对细胞的生长有较强的抑制,但细胞合成GSH能力提高,且混合添加L-丝氨酸、硼酸钾,细胞GSH合成能力进一步提高。