MntH与含锰过氧化氢酶共表达基因工程菌的构建与发酵优化

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.09.026

生物技术通报 ›› 2015, Vol. 31 ›› Issue (9): 183-189.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.09.026

MntH与含锰过氧化氢酶共表达基因工程菌的构建与发酵优化

王慧¹, 崔云风¹, 刘岩², 史吉平², 赵志军², 王绍明¹

(1.石河子大学生命科学学院，石河子 832000；2.中国科学院上海高等研究院，上海 201210)

收稿日期:2015-01-06 出版日期:2015-09-15 发布日期:2015-09-16
作者简介:王慧，女，硕士，研究方向：酶学；E-mail：wanghui2014xy@126.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(31300048)

Construction of Co-expressed MntH and Mn-catalase Gene in Escherichia coli and Optimization of Fermentation Conditions

Wang Hui¹, Cui Yunfeng¹, Liu Yan², Shi Jiping², Zhao Zhijun², Wang Shaoming¹

(1. College of Life Science，Shihezi University，Shihezi 832000；2. Shanghai Advanced Research Institute of Chinese Academy of Sciences，Shanghai 201210)

Received:2015-01-06 Published:2015-09-15 Online:2015-09-16

摘要/Abstract

摘要： 构建Mn²⁺转运蛋白MntH与来源于Thermus thermophilus HB27的含锰过氧化氢酶的共表达基因工程菌，并进行了发酵培养基及培养环境条件的优化，确定培养基中最佳的碳氮源种类及其浓度分别为：甘油 7.0 g/L，酵母粉 3.75 g/L和蛋白胨 11.25 g/L；当培养基中的Mn²⁺浓度为1 mmol/L时，最佳的IPTG诱导浓度为0.05 mmol/L。此外，最佳的培养基初始pH值及培养温度分别为：pH 8.0和37℃，在最优发酵条件下工程菌摇瓶发酵培养24 h，过氧化氢酶活最高可达476 U/mL是未优化前3倍。在5 L发酵罐的验证实验中，过氧化氢酶的酶活进一步提高至1 094 U/mL。

关键词: 锰过氧化氢酶, 转运蛋白, 共表达, 发酵优化

Abstract: Mn-catalase from Thermus thermophilus HB27 and Mn²⁺ transport protein MntH from Escherichia coli were co-expressed in E. coli BL21(DE3). The optimization of fermentation medium and environment for the production of Mn-catalase was carried out at the shake flask level. The optimal carbon and nitrogen source were 7.0 g/L glycerine, 3.75 g/L yeast extract and 11.25 g/L peptone respectively. The optimum induced concentration of IPTG was 0.05 mmol/L while the Mn²⁺ in media was 1 mmol/L. In addition, the optimal initial pH of the medium and culture temperature were pH 8.0 and 37℃ respectively. Under the optimal conditions, the maximal activity of catalase reached 476 U/mL, which was 3-fold of the control. Finally, in a 5 L fermentor the activity of catalase increased to 1 094 U/mL.

Key words: Mn-catalase, transport protein, co-expression, optimization of fermentation

王慧, 崔云风, 刘岩, 史吉平, 赵志军, 王绍明. MntH与含锰过氧化氢酶共表达基因工程菌的构建与发酵优化[J]. 生物技术通报, 2015, 31(9): 183-189.

Wang Hui, Cui Yunfeng, Liu Yan, Shi Jiping, Zhao Zhijun, Wang Shaoming. Construction of Co-expressed MntH and Mn-catalase Gene in Escherichia coli and Optimization of Fermentation Conditions[J]. Biotechnology Bulletin, 2015, 31(9): 183-189.

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