L-天冬氨酸酶产生菌培养条件优化研究开题报告

 2022-12-02 18:56:10

1. 研究目的与意义

L-天冬氨酸( L-Aspartic acid) ,又名 α-氨基丁二酸,分子式 C4H7O4N,等电点 pI = 2.77,略酸,微溶于水,不溶于乙醇或乙醚。L-天冬氨酸是一种常见的酸性氨基酸,在医药、食品、美容、化工、材料等方面具有非常广泛的用途。以 L-天冬氨酸为原料合成的阿斯巴甜和纽甜,适用于儿童、孕妇、哺乳 期妇女以及肥胖、心血管病和糖尿病患者内的所有人群。此外,L-天冬酰胺常用于氨基酸输液及降压、平喘、抗消化性溃疡和胃功能障碍等,并可用于治疗心肌梗死、心肌代谢障碍、心力衰竭、心脏传导阻滞和疲劳症等。它对于大脑的发育和其功能是必需的。此外,它能通过解除高谷氨酰胺抑制引发的细胞凋亡,进而实现肿瘤的治疗。L-天冬氨酸的工业化生产始于1974 年的日本,我国在20 世纪80 年代后期也进行了工业化生产。L-天冬氨酸的制备主要是利用L-天冬氨酸酶催化氨与富马酸反应得到。目前,提高L-天冬氨酸合成效率的方法主要有:筛选高产天冬氨酸酶菌株、优化天冬氨酸酶转化条件和改造天冬氨酸酶等几中途径。

GMP全称是Good Manufacture Practice of Drugs,中文意思是药品生产质量管理规范,是一套适用于食品生产、制药等行业的强制性标准,要求企业从原料、人员、设施设备、生产过程、包装运输、质量控制等方面按国家有关法规达到卫生质量要求,形成一套完整的可操作性的作业规范帮助企业改善企业卫生环境,及时发现生产过程中存在的问题,加以改善。 L-天冬氨酸在医药行业用途广泛,提高L-天冬氨酸酶产生菌的产酶量和酶活可以提高L-天冬氨酸的合成效率,本课题拟在GMP条件下对L-天冬氨酸酶产生菌的培养基及培养条件进行优化,提高单位体积培养液中L-天冬氨酸酶酶活,提高发酵效率,并在最优条件基础上进行验证实验。

2. 课题关键问题和重难点

1.将液体培养基中的菌种及L-天冬氨酸酶接种至试管中催化氨与富马酸发生加成反应时如何排除L-天冬氨酸酶产生菌在反应条件下同时产生的L-天冬氨酸酶的干扰。

2.在进行除培养时间对L-冬氨酸酶产生菌产酶影响之外的实验时,对不同时间从液体培养基中取出的菌种和L-天冬氨酸酶的混合物,其中的密度差别、含量差别应如何排除。

3.尽量提高速度,避免反应完成后酶和富马酸继续反应,产生的干扰。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

文献综述:

L-天冬氨酸( L-Aspartic acid),在医药、食品、美容、化工、材料等方面具有非常广泛的用途。L-天冬氨酸常用于氨基酸输液及降压、平喘、抗消化性溃疡和胃功能障碍等,并可用于治疗心肌梗死、心肌代谢障碍、心力衰竭、心脏传导阻滞和疲劳症等。它对于大脑的发育和其功能是必需的。此外,它能通过解除高谷氨酰胺抑制引发的细胞凋亡,进而实现肿瘤的治疗。可见在不久的将来,L-天冬氨酸的运用会越来越广泛,需求也会越来越大。

目前L-天冬氨酸的制备主要是利用 L-天冬氨酸酶催化氨与富马酸发生加成反应得到的,L-天冬氨酸酶在 L-天冬氨酸工业生产中具有重要作用,想要提高L-天冬氨酸产量,就必须提高L-天冬氨酸酶的酶活和L-天冬氨酸酶产生菌的产量。而本次课题就是研究L-天冬氨酸酶的产酶条件如何优化。

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4. 研究方案

第一步:通过大量阅读有关天冬氨酸酶产生菌产酶条件优化研究方面的文献知识,掌握影响天冬氨酸酶产生菌产酶的条件。

第二步:确定实验方案,实验需要的仪器、设备以及试剂。

第三步:完成实验,绘制数据曲线和表格,分析影响因素,得出结果。

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5. 工作计划

工作计划:

第一学期:

第18周:确定毕业论文题目,查阅相关文献,开始编写任务书。

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