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腺苷是天然存在于人体细胞中的一种重要的内源性嘌呤核苷,具有广泛的生理和药理作用。腺苷的生产方法主要有化学合成法、RNA降解法和微生物发酵法。微生物发酵法生产腺苷,具有生产成本低、产率高、对环境无公害等优点。本研究采用微生物发酵法制备腺苷。首先采用常压室温等离子体(ARTP)与5-溴尿嘧啶(5-BU)对B.subtilis B-0进行复合诱变,通过6轮诱变后筛选得到腺苷高产菌株B.subtilis B-6,然后通过对比不同小试反应器,得出挡板摇瓶更适合腺苷的发酵生产,并通过挡板摇瓶对腺苷的发酵条件进行研究,最后,通过挡板摇瓶,建立腺苷分批发酵动力学模型。(1)腺苷高产菌株的诱变选育。采用ARTP与5-BU对B.subtilis B-0进行复合诱变,通过磺胺胍(SG)抗性初筛、48孔板定量复筛的培养方法快速选育腺苷高产菌株。结果显示,48孔板在枯草芽孢杆菌发酵过程中存在边缘孔效应,用2mL无菌水填充可消除边缘孔效应。通过6轮复合诱变和筛选,最终获得一株较出发菌株腺苷产量提升35%的遗传稳定的突变株B.subtilis B-6。ARTP与5-BU复合诱变结合48孔板快速选育,显著提高腺苷高产菌株选育效率与选育的准确率,也为其他核苷类菌株的选育提供了理论参考。(2)腺苷发酵小试反应器比较及发酵条件的研究。以B.subtilis B-6为发酵出发菌株,确定腺苷发酵最适小试反应器,并考察小试反应器中的转速、接种种龄、接种量以及发酵液的初始pH对B.subtilis B-6发酵生产腺昔的影响。结果显示,在相同的培养条件下,挡板摇瓶具有更好的溶氧性能,更适合菌株B.subtilis B-6发酵生产腺苷;挡板摇瓶中腺苷发酵的最适条件为接种量8%、接种种龄12 h以及发酵液的初始pH为7.5、转速为200～240 r/min。在此最适条件下,腺苷产量可达到15.37 g/L,比优化前的提高15.61%,较普通摇瓶发酵产量提高35.65%。(3)枯草芽孢杆菌生产腺苷分批发酵动力学模型的建立。运用挡板摇瓶对菌株B.subtilis B-6进行发酵,每个6-8h取样分析,并基于Logistic模型和Luedeking-Piret方程,应用1stOpt软件对模型参数求解,建立包括细胞生长、底物消耗和产物合成回归方程。结果显示,建立的动力学模型与实际发酵过程中的实验值拟合良好,能较准确反映腺苷发酵动力学过程,成功建立的3个发酵动力学的数学模型为:菌体生长动力学模型:(?)产物合成动力学模型:P(t)=0.603X(t)+0.294+0.0091n(0.928+0.072e0.157t)底物消耗动力学模型:S(t)=86.542-4.779X(t)-0.4751n(0.928+0.072e(0.157t)