2-KGA混菌发酵中大小菌耦合关系研究和建模.pdfVIP

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2017-08-09 发布于安徽
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2-KGA混菌发酵中大小菌耦合关系研究及建模丰强强1谢萍2 孙君伟2袁景淇1 1.上海交通大学自动化系，系统控制与信息处理教育部重点实验室，上海，200240 2.河北维尔康制药有限公司，石家庄，050031 本文研究了维生素C前体2-酮基-L-古龙酸(2-KGA)混菌发酵中巨大芽孢杆菌（俗称大菌）与酮古龙酸茵菌（俗称小菌）之间的耦合关系。研究发现：大菌通过群体感应调整自身生长行为，大菌活菌代谢物及其自溶物质弥补小菌代谢缺陷促进小菌生长，小菌可能通过释放溶茵酶促使大菌自溶，大菌自溶释放一些蛋白酶类物质提高小菌山梨糖脱氢酶(SDH)活性从而加速产物形成。关键词：2-KGA;混菌发酵；群体感应；信号耦合；代谢耦合；动力学模型 Abstract:ThispaperstudiedthecouplingrelationshipofBacillusMegaterium(also called bigbacterium)andKetogulonicigeniumVulgare(alsocalledsmallbacterium)in themixedcultureof2-keto-L-gulonicacid(2-KGA)fermentation.Thestudyshowsthat thebigbacteriumadjustsitsgrowthbehaviorinresponseofthequorumsensing,its metabolitesandautolysissubstancescanmakeupthemetabolicpathwayofthesmall bacteriumtoaccelerateitsgrowth,whilethesmallbacteriumreleaseslysozymeto promotethebigbacteriumsautolysis,meanwhilethebigbacteriummayreleasesome proteasesubstancestoenhancethesorbitoldehydrogenase(SDH)whichacceleratesthe productformation.Accordingly2-KGAmixedfermentationkineticmodelwas established.Modelvalidationwascarriedoutwithfoursetsofexperimentaldataunder differentcultivationconditions.Itseemsthatthemodelisabletowelldescribethe growthofbigandsmallbacteriumandproducingprogress.Furthermore,thesensitivity analysisofthemodelparameterswasgiven. Keywords:2-keto-L-gulonicacid;mixedculture;QuorumSensing;Signalcoupling; Dynamicmodel