提高节杆菌（Arthrobacter X7）产黄嘌呤氧化酶水平的研究

摘要

黄嘌呤氧化酶(xanthineoxidase，XOD，EC1.1.3.2)是嘌呤代谢途径的关键酶，主要催化次黄嘌呤氧化生成黄嘌呤，进一步氧化黄嘌呤生成尿酸。黄嘌呤氧化酶广泛存在于各种生物体的组织和细胞中，产黄嘌呤氧化酶的微生物主要有细菌、链霉菌和假单胞菌。黄嘌呤氧化酶在临床上可用于制备免疫抗体、肿瘤抑制剂和细胞缺血性再灌注损伤等疾病的检测。 本论文采用物理与化学复合诱变手段处理出发菌株ArthrobacterX7，获得一株高产菌株M3，产酶水平是出发菌株的2.07倍，发酵周期较出发菌株缩短了约4h。此菌株产的黄嘌呤氧化酶为胞内诱导酶，需要经诱导物诱导合成。以产酶水平和生产成本为标准，比较了几种化合物对ArthrobacterM3的诱导产酶的效果，并确定了最佳诱导物为次黄嘌呤。对次黄嘌呤诱导效应的研究发现，在发酵前期加入3g/L的次黄嘌呤对产黄嘌呤氧化酶的诱导效果最好。与黄嘌呤诱导相比，以次黄嘌呤诱导ArthrobacterM3，黄嘌呤氧化酶产酶水平提高了70.6％。 为了进一步提高菌株M3的产酶能力，在确定选用次黄嘌呤为诱导剂的基础上，对相应的产酶培养基组分和培养条件进行了优化。优化后，此菌株产黄嘌呤氧化酶水平可达4598.7U/L，细胞浓度可至8.87g/L。与出发菌株ArthrobacterX7相比，菌株M3单位菌体产酶量提高了13.1倍。菌株M3的产酶水平比国内所报道的最高水平[38]638U/L提高了6.2倍。

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第一章绪论

1.1概述

1.2黄嘌呤氧化酶研究背景

1.2.1黄嘌呤氧化酶的来源与结构性质

1.2.2黄嘌呤氧化酶的生物学功能

1.2.3黄嘌呤氧化酶的应用

1.3课题的研究意义及内容

第二章复合诱变提高节杆菌产黄嘌呤氧化酶活力

2.1引言

2.2材料与方法

2.2.1实验材料

2.2.2实验方法

2.3结果与讨论

2.3.1黄嘌呤检测的标准曲线的绘制

2.3.2检测菌体浓度的标准曲线的测定

2.3.3黄嘌呤氧化酶在发酵液中的分布

2.3.4透明圈法初筛高产菌株的可行性

2.3.5出发菌株Arthrobacter X7的一步生长曲线

2.3.6诱变方案的确定

2.3.7高产突变株的获得及遗传稳定性实验

2.3.8突变株M3与出发株X7发酵特性的对比

2.4本章小结

第三章节杆菌M3黄嘌呤氧化酶的诱导效应研究

3.1引言

3.2材料与方法

3.2.1实验材料

3.2.2实验方法

3.3结果与讨论

3.3.1次黄嘌呤检测的标准曲线的绘制

3.3.2相关化合物对黄嘌呤氧化酶的诱导效应

3.3.3培养基中次黄嘌呤的添加量对产酶的影响

3.3.4次黄嘌呤的不同添加时间对产酶的影响

3.3.5次黄嘌呤代谢产物对黄嘌呤氧化酶合成的影响

3.3.6次黄嘌呤与黄嘌呤诱导效果的比较

3.4本章小结

第四章Arthrobacter M3发酵产酶条件的优化

4.1引言

4.2材料与方法

4.2.1实验材料

4.2.2实验方法

4.3结果与讨论

4.3.1营养源对黄嘌呤氧化酶发酵水平的影响

4.3.2培养条件对黄嘌呤氧化酶发酵生产的影响

4.3.3Arthrobacter M3产黄嘌呤氧化酶的摇瓶发酵过程

4.4本章小结

结 论

致谢

参考文献

附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文