吸附树脂在埃博霉素发酵中的应用研究

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埃博霉素(Epothilones),一类具有促微管聚合活性的大环内酯类抗肿瘤化合物,在医药研究中被重点关注。因其化学合成过程过于复杂,所以目前以生物法合成为主流的研究趋势。目前世界上埃博霉素的生产和制备过程均选用对埃博霉素具有良好的吸附效果的罗门哈斯公司XAD-16大孔吸附树脂,研究表明,此树脂在埃博霉素的发酵过程中起着极其重要的作用。但是,此树脂不仅价格昂贵而且其用量很大,这对埃博霉素的生产来说,是很重要的影响因素。用于埃博霉素分离的主要是大孔吸附树脂,至今很少有研究其他类型的树脂,如离子交换树脂、螯合型树脂等在埃博霉素吸附中的作用。本文首先从30种国产树脂中寻找得到了比XAD-16吸附效果更好的混合树脂,当两种混合树脂(XD-5:D202=7:3)混合使用时,纤维堆囊菌So2161产埃博霉素A和B的产量较单独的大孔吸附树脂XAD-16的产量分别提高了252%和262%。然后进一步研究了混合树脂对埃博霉素合成的影响,通过研究发现,大孔吸附树脂XD-5对埃博霉素有更好的吸附能力,而阴离子交换树脂D202则显著促进了纤维堆囊菌的生长。α-酮戊二酸脱氢酶复合体(OGDHC)是三羧酸循环(TCA)中的关键酶,在纤维堆囊菌的生长代谢调控中起重要作用,其活性受氯离子的影响较明显。本文从酶活水平以及酶的基因表达量水平入手,研究阴离子交换树脂D202显著促进堆囊菌生长的机制。结果发现,阴离子交换树脂D202的加入可以提高ogdc的表达量,促进OGDHC的活性,D202的加入通过调节纤维堆囊菌生长过程中重要的酶的活性进而调控纤维堆囊菌的生长。本文最后又对吸附效果好的大孔吸附树脂进行了再生工艺的研究,采用不同的有机溶剂(甲醇、乙醇、丙酮、四氯化碳和乙酸乙酯)对树脂进行处理,并利用原子力显微镜和模拟生物反应器技术分析了再生树脂的性能,检测结果显示经甲醇处理后再生的大孔吸附树脂与新树脂的性能无显著性差异,并且可重复使用5次。
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