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本论文应用代谢控制发酵原理,以本实验室保藏的谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)WH063为出发菌株,进行L-谷氨酸产生菌的选育,继而对其摇瓶发酵条件进行优化,并分析了WH063及其突变株TWQ080在L-谷氨酸形成阶段的代谢流量分布情况。主要内容和结果如下:以谷氨酸棒杆菌WH063为出发菌株经硫酸二乙酯(DES)、紫外线(UV)、亚硝基胍(NTG)等逐级诱变处理,用磺胺胍(SG)、丙二酸(PA)、氟丙酮酸(FP)及丁二酸(SA)为唯一碳源平板进行定向筛选,成功选育出一株L-谷氨酸产生菌TWQ080(SGr, PAr, SAg, FPs),在未经优化的条件下可积累L-谷氨酸92.5g/L。运用正交试验和响应面分析对菌株TWQ080进行了培养基和发酵条件的优化,得出种子培养基中玉米浆含量和K2HPO4·3H2O对种子影响较大,得到最佳的种子培养基(g/L):葡萄糖25,玉米浆35g/L,K2HPO4·3H2O 1.5g/L,MgSO4·7H2O 0.4 g/L,尿素5g/L。发酵培养基主要成分最佳浓度如下(g/L):葡萄糖180g/L,玉米浆3.07g/L,K2HPO4·3H2O 2.95g/L,MgSO4 1.10g/L。摇瓶发酵最佳培养条件:种龄8.5h,接种量6%,装液量为15mL/500mL,往复式摇床30℃培养,摇床转速100次/min,发酵38h,优化后最终产酸可达到103.1g/L,转化率达57.6%。对菌株TWQ080进行了摇瓶补料分批发酵的初步研究,确定了最佳初糖浓度为100g/L,最佳残糖维持浓度为20-30g/L,分批发酵产酸达到106.5 g/L,转化率达59.8%。运用代谢流量分析理论和L-谷氨酸生物合成的代谢机制为基础,建立并完善了谷氨酸棒杆菌WH063及其突变株TWQ080合成L-谷氨酸的中心代谢网络。分别测定了它们在特定培养时段(24-26h)L-谷氨酸合成中各代谢物的胞外浓度,作出这2株菌在拟稳态下的代谢流量分布图,并对出发菌株及其突变株在L-谷氨酸形成阶段的代谢流量进行了分析和比较。研究发现WH063及其突变株TWQ080在丙酮酸这个重要节点处的流量分配发生很大的变化,丙酮酸流向L-谷氨酸的流量由出发菌株的58.963mmol·L-1·h-1提高到突变株TWQ080的63.888mmol·L-1·h-1,而流向“杂酸”和“副产物”的流量分别由出发菌株的41.620mmol·L-1·h-1和38.640mmol·L-1·h-1降低到38.161mmol·L-1·h-1和28.535 mmol·L-1·h-1。L-谷氨酸作为前体物质合成其它杂酸的流量也从出发菌株的0.333 mmol·L-1·h-1降低到0.057mmol·L-1·h-1。