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微生物谷氨酰胺转胺酶的发酵及其在大鼠创伤愈合中的应用研究

作　者: 谈丹
导　师: 王金华
学　校: 湖北工业大学
专　业: 发酵工程
关键词: 微生物谷氨酰胺转胺酶维生素 Plackett-Burrman设计中心组合设计结构模型创伤愈合大鼠创伤模型
分类号: R641
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

谷氨酰胺转胺酶（EC2．3．2．13，蛋白质-谷氨酸-γ谷氨酰胺转胺酶，Transglutaminase，缩写为TGase）可催化蛋白质分子间或分子内共价键的形成，从而改变各种蛋白质的功能性质，在食品、化妆品、医药等领域具有广阔的应用前景。传统上TGase主要从动物组织提取，但基于经济上的考虑，必须去寻求更便利及经济的来源，微生物发酵法原料廉价，生产成本低，是进行大规模工业化生产最有效的方法。本文主要研究了维生素对Streptoverticillium SG 215发酵生产MTG的影响，并优化了其添加量以期提高发酵单位酶活力；并在实验室优化工艺的基础上建立了其分批发酵的动力学方程；最后探索研究了微生物谷氨酰胺转胺酶对大鼠创伤的促愈合作用。顺序采用Plackett-Burrman设计、最速上升法以及中心组合方法研究了维生素B1等9种维生素对Streptoverticillium SG 215生产谷氨酰胺转胺酶的影响。结果表明泛酸钙和对氨基苯甲酸对MTG的发酵具有显著性的促进作用。中心组合优化得到发酵培养基中最佳的维生素组合是V_B1 20mg/L，V_B2 0．5mg/L，烟酸6mg/L，泛酸钙0．028mg/L，烟酸吡多醇0．50mg/L，生物素20mg/L，对氨基苯甲酸0．044mg/L，叶酸0．4mg/L，吡哆醛盐酸盐0．2mg/L，其发酵末MTG活力达2．42U/ml，较未添加维生素之前（1．58U/ml）提高了41．77％。对谷氨酰胺转胺酶生产菌Streptoverticillium SG 215分批发酵动力学模型进行了研究。建立了比较合理的谷氨酰胺转胺酶分批发酵动力学模型：细胞生长动力学模型为:（?）;MTG合成动力学模型为：（?）;葡萄糖消耗动力学模型为:（?）。模型的计算结果和试验测定值吻合较好，基本能反映发酵过程中相关指标的变化规律，可用于发酵产量的预测。最后研究了微生物谷氨酰胺转胺酶对大鼠创伤的促愈合作用。结果实验组创面愈合时间平均为18．1天，较对照组平均缩短了2-3天（P<0．05）；创伤愈合率显著提高（P<0．05或P<0．01）；伤腔容积明显缩小（P<0．05）；实验组肉芽干湿重较对照组显著增加（P<0．05），肉芽中蛋白质、氨基已糖和己糖醛酸含量增加显著（P<0．05）。结果显示谷氨酰胺转胺酶具有促进大鼠皮肤创伤愈合的作用。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第1章绪论  11-27
  1.1 谷氨酰胺转胺酶的分子结构  12-13
  1.2 谷氨酰胺转胺酶的作用机制  13-14
  1.3 谷氨酰胺转胺酶的分类及特性  14-19
    1.3.1 植物性来源TG  14-15
    1.3.2 动物性来源TG  15-17
    1.3.3 微生物性来源TG  17-19
  1.4 谷氨酰胺转胺酶的应用  19-24
    1.4.1 食品工业  19-23
    1.4.2 纺织工业  23-24
    1.4.3 临床医疗  24
    1.4.4 生化分析  24
  1.5 立题背景及意义  24-26
    1.5.1 国内外微生物发酵生产谷氨酸胺转胺酶的研究现状  24-25
    1.5.2 微生物发酵生产谷氨酸胺转胺酶存在的问题  25-26
  1.6 本文研究内容  26-27
第2章维生素对谷氨酰胺转胺酶发酵的影响及优化  27-51
  2.1 材料与方法  29-34
    2.1.1 试验材料  29-30
    2.1.2 分析方法  30-32
    2.1.3 试验方法  32-34
  2.2 结果与讨论  34-50
    2.2.1 MTG酶活力测定标准曲线  34-35
    2.2.2 九种维生素对谷氨酰胺转胺酶发酵的影响  35-43
    2.2.3 Plackett-Burrman筛选显著性影响产酶的维生素试验结果  43-46
    2.2.4 最速上升试验设计及结果  46-47
    2.2.5 中心组合设计  47-50
    2.2.6 模型最优值的验证  50
  2.3 本章小结  50-51
第3章谷氨酰胺转胺酶分批发酵的动力学研究  51-64
  3.1 材料与方法  52-58
    3.1.1 试验材料  52-53
    3.1.2 试验方法  53-54
    3.1.3 动力学模型  54-58
  3.2 结果与讨论  58-63
    3.2.1 MTG分批发酵试验  58-59
    3.2.2 菌体生长模型  59-60
    3.2.3 MTG生成模型  60-61
    3.2.4 基质消耗动力学模型  61-63
  3.3 本章小结  63-64
第4章微生物谷氨酰胺转胺酶对大鼠创伤愈合作用的实验研究  64-75
  4.1 材料与方法  64-67
    4.1.1 试验材料  64-65
    4.1.2 试验方法  65-66
    4.1.3 评价指标及测定计算方法  66-67
    4.1.4 统计学处理  67
  4.2 结果与讨论  67-74
    4.2.1 创面一般观察  67
    4.2.2 MTG对大鼠创伤愈合时间的影响  67-68
    4.2.3 MTG对大鼠创伤愈合率的影响  68-69
    4.2.4 MTG对大鼠伤腔容积的影响  69
    4.2.5 MTG对大鼠创面肉芽组织干湿重的影响  69-71
    4.2.6 MTG对大鼠创面肉芽组织中蛋白质含量的影响  71
    4.2.7 MTG对大鼠创面肉芽组织中羟脯氨酸的影响  71-72
    4.2.8 MTG对大鼠创面肉芽组织中氨基已糖和己糖醛酸含量的影响  72-74
  4.3 本章小结  74-75
第5章结论与展望  75-77
  5.1 主要结论  75
  5.2 研究展望  75-77
参考文献  77-85
致谢  85-86
附录  86-87

微生物谷氨酰胺转胺酶的发酵及其在大鼠创伤愈合中的应用研究

内容摘要

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