重组E.coli生产类人胶原蛋白发酵调控策略与500L中试规模放大方法优化(15)

第一章文献综述

关于复合培养基对发酵过程乙酸形成的影响却相当复杂，研究使用的培养体系不同其结果也大不相同。有报道补入酵母粉或甲硫氨酸会减少乙酸的形成，同时提出酵母粉减低葡萄糖比摄取速率，但不影响呼吸活性；甲硫氨酸不干扰葡萄糖比摄取速率，但增强了呼吸活性。酵母粉含有大量游离氨基酸，因而减少合成代谢需求量，其表现结果是减少葡萄糖比摄取速率；加入甲硫氨酸能扩大氧化代谢的最大容量，从而增加呼吸活性【冯尔玲于公义１９９５］。最近的一项研究也指出，利用包含氨基酸的葡萄糖脉冲补料可有效防止乙酸高速形成［Ｚａｗａｄａ＆Ｓｗａｒｔｚ２００５］。但Ｍｅｙｅｒ等人的研究却表明在合成培养基中大肠杆菌比生长速率＞ｏ．３５ｈｑ，在复合培养基中炉０．２ｈ。时，培养基中就可以测到乙酸，且乙酸的产生随“增加呈指数增加，同时菌体得率下降［冯尔玲于公义１９９５，Ｊｏｈｎｓｔｏｎｅｔａ１．２００２］。Ｇｅｏｒｇｅ等人［１９９２］也证明了重组大肠杆菌删１０９的产酸量在合成培养基中显著低于复合培养基，但其表达产物ＴＧＦ。ＰＥ４０融合蛋白的表达水平却在复合培养基中更高，表明复合培养基对ＴＧＦ—ＰＥ４０表达起到了“缓冲作用”，复合培养基不能减少培养基中乙酸积累，而是缓减了乙酸对目的产物表达的负效应。

与葡萄糖培养基相比，在分批．补料培养中采用甘油培养基培养ＥｃＤ矗，尽管最大比生长速率会降低，但乙酸生成量也会降低，从而可增加重组蛋白形成［张彩等２００７］。由于近来甘油成本急剧降低，对于Ｅｃｏｌｉ发酵过程，将甘油作为碳源与葡萄糖相比变得更有竞争力。然而，培养基组成的改变往往会增加成本，并对下游纯化过程产生影响［Ｅｉｔｍａｎ＆Ａｌｔｍａｎ２００６］。

１．２．２．２降低乙酸生成的补料策略．

（１）非反馈补料控制乙酸生成

在重组工程菌高密度发酵培养过程中，乙酸的产量随比生长速率增加而增加。因此，为了防止重组工程菌高密度培养过程中代谢副产物乙酸大量积累，常常通过流加葡萄糖以控制细胞的比生长速率较低，最终达到控制乙酸形成的目的。

常用的非反馈流加补料模式有三种：恒速流加补料、变速流加补料和指数流加补料［Ｌｅｅ１９９６］。在恒速流加补料培养中，发酵液体积呈线性增长。而作为限制性基质的葡萄糖是以恒定的速率流加，因此相对于发酵罐中的菌体来说，营养物的供应是逐渐降低的，菌体的比生长速率也慢慢下降，但总的菌体量在培养过程中是线性增加的。变速流加补料可以在菌体密度较高的情况下通过加入更多的营养物质促进细胞的生长，并对产物的表达有利。指数流加补料培养可使细菌以一恒定的比生长速率生长，并且能使所控制的比生长速率低于乙酸产生的临界比生长速率，从而可以避免乙酸的产生。若细胞对

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