微生物发酵法制备安丝菌素P-3的研究

【摘要】安丝菌素(Ansamitocin)是微生物来源的美登素类(Maytansinoid)抗生素,具有很强的真核细胞毒性和抗肿瘤活性,其中安丝菌素P-3(AP-3)活性最显著。作为理想的靶向化药物的毒性物,安丝菌素在新型抗肿瘤药物抗体偶联物研究中备受关注。2013年罗氏抗体药物偶联物Kadcyla被FDA批准用于治疗HER-2阳性晚期转移性乳腺癌。此外,还有SAR3419、BT062、BAY94-9343等多个美登素类偶联物也都处于Ⅰ～Ⅱ期临床试验阶段,取得了显著的临床效果。目前,安丝菌素发酵水平低下,且市场价格昂贵,严重限制了对其进一步药理研究及应用。因此对珍贵橙色束丝放线菌发酵过程进行优化与调控以提高AP-3发酵水平具有积极的现实意义。本文以珍贵橙色束丝放线菌APSP-01为研究菌株,对其发酵生产AP-3的培养基和培养条件进行了优化,并对其进行放大研究,建立了发酵动力学模型,确定了最佳流加培养策略,得出以下结论：采用单因素试验与均匀设计相结合的方法对AP-3发酵培养基进行了优化。首先采用单因素试验法考察了培养基中碳源、有机氮源和铵盐等成分对AP-3产量的影响,然后采用均匀实验设计U*15(157)对其进一步进行优化,确定最佳发酵培养基组成为：葡萄糖4.22%,麦芽糖0.75%,玉米浆3.42%,乙酸铵0.41%,异丁醇0.43%。在最优培养基下进行验证试验,得到AP-3产量为(51.86±1.33)mg/L,与模型预测值相符,为后续实验提供了依据。对珍贵橙色束丝放线菌产AP-3的摇瓶发酵条件进行了优化。将单因素试验和Box-Behnken试验设计结合,并应用SAS8.1软件对试验数据进行响应面分析,得到二次回归拟合方程,模型P<0.01,回归模型极显著,相关系数R2=0.9696,模型拟合程度较好。解方程确定最佳发酵条件为接种量13%、转速220r/min、初始pH为7.4、发酵时间8d,经试验验证,试验值与预测值非常接近,AP-3产量最大值达到82mg/L,较单因素试验提高了10.6%。利用5L发酵罐对APSP-01产AP-3的发酵工艺进行了放大,对其分批发酵动力学进行了研究。首先对发酵过程代谢特征进行了分析,确定AP-3合成属于非生长偶联模型。依据Logistic方程和Leudeking-piret方程,采用遗传算法对菌体生物量、AP-3合成、残糖含量按照模型进行参数估计,以此作为初始值,进一步对其进行非线性回归拟合,得出了该菌株分批发酵生产AP-3的菌体生长、AP-3合成以及基质消耗动力学模型及参数。所建模型基本能够描述AP-3分批发酵动态过程,为以后的补料分批培养试验提供参考。对AP-3的分批流加培养进行了研究。研究了补料时间、补料方式等条件对菌株发酵AP-3的影响,最终确定补料策略为：在发酵约84h,残糖浓度降至20g/L以下,采用恒速补料的方式补入流加培养基,在此工艺条件下,发酵216h,最终AP-3产量达92.24mg/L,比优化前提高了28.11%。
【作者】朱晓媛；
【导师】黎继烈；
【作者基本信息】中南林业科技大学，发酵工程，2014，硕士
【关键词】美登素；安丝菌素P-3(AP-3)；抗体药物偶联物；均匀设计；响应面；发酵动力学；流加培养；

【参考文献】
[1]崔天宇.新型负载敏感控制挖掘机液压系统的研究[D].沈阳理工大学,机械电子工程,2013,硕士.
[2]李品.煤炭价格与碳排放量的关系研究[D].西安科技大学,产业经济学,2013,硕士.
[3]房英培.一汽大众汽车公司产品开发中的风险管理研究[D].吉林大学,工商管理,2014,硕士.
[4]李丽花.二阶椭圆方程解的凸性研究[D].华东师范大学,应用数学,2004,硕士.
[5]王洋.石油开采企业供应链系统风险管理方法研究与实践[D].天津大学,物流工程,2013,硕士.
[6]刘江,魏汝省,徐佳,徐现刚,王璞.基于6H-SiC衬底外延石墨烯的被动锁模掺镱光纤激光器[J].中国激光,2011,08:23-26.
[7]李志勇.基于小波包变换和ARMA模型的配电网单相接地故障选线方法研究[D].东北大学,电力系统及其自动化,2010,硕士.
[8]胡轶囡.依那普利对冠状动脉介入诊疗患者肾功能的影响[D].滨州医学院,内科学,2011,硕士.
[9]王芬芳.游戏教学法在菲律宾汉语语音教学中的运用[D].广西师范大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[10]李竞星.《佩德罗·巴拉莫》中的文化寻根[D].广东外语外贸大学,西班牙语语言文学,2013,硕士.
[11]叶灯波.论我国监视居住制度的完善[D].湖南师范大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[12]阳锐.浙江省物流发展对国际贸易影响研究[D].浙江大学,2014.
[13]王红.人降钙素原单克隆抗体的制备及其应用研究[D].华南理工大学,生物工程,2012,硕士.
[14]杨昕.基于DEM的地面光热资源模拟与农业应用[D].西北大学,2004.
[15]楚长青.环己酮氨肟化反应的机理和转化频率的量子化学模拟[D].天津大学,化学工程,2013,硕士.
[16]倪鹏飞,孙承平.中国城市:金融中心的定位研究[J].财贸经济,2005,02:17-22+96.
[17]邹宏.基于FPGA的三相高精度工频信号源的设计与实现[D].杭州电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[18]席园.不同前后掠角及带翼型结构的栅格翼数值模拟研究[D].中北大学,航空宇航制造工程,2014,硕士.
[19]李佳.外商直接投资对经济增长的影响[D].复旦大学,区域经济学,2012,硕士.
[20]孟霞.异构MPLS通信网络QoS技术研究与应用[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[21]吴力,马文石.咪唑基离子液体非共价修饰的石墨烯结构与分散性[J].无机化学学报,2014,08:1875-1882.
[22]盖昱彤.论违约损害赔偿减损规则的适用[D].大连海事大学,法学,2013,硕士.
[23]高胜艳.休宁县农村养老保障问题的调查报告[D].安徽大学,社会工作,2013,硕士.
[24]徐明生.当代新疆油画创作中地域文化的重构与再现[D].新疆师范大学,美术学,2014,硕士.
[25]赵彩宏,郭风,郭文勇,黄晓华,刘昕,肖立业,林良真,余运佳.基于电压补偿原理的超导储能-限流集成系统[J].电力系统自动化,2006,02:68-71+108.
[26]马梦竹.海南昌江黎族自治县王下乡洪水村的饮食人类学研究[D].广东技术师范学院,民族学,2014,硕士.
[27]李丽.体验式德育的现实问题与改进策略[D].东北师范大学,教育学原理,2012,硕士.
[28]魏小旖.1060铝合金微弧氧化黑色膜的制备工艺及着色机理研究[D].长安大学,材料加工工程,2014,硕士.
[29]郑虹.儿童音乐创造力培养的理论研究与教学实验[D].西北师范大学,2002.
[30]鹿群.刘义恭及其诗文研究[D].安徽大学,古代文学,2013,硕士.
[31]鲍玮,徐民.数据库及数据挖掘在国税系统中的应用[J].信息化建设,2005,08:40-41.
[32]邢立艳.西北农村地区初中数学新课程实施的教学质量现状调查研究[D].西北师范大学,教育,2013,硕士.
[33]童晓蕾.中小学校舍抗震加固及技术经济评价研究[D].浙江工业大学,2011.
[34]朱文婷.基于动应力测试的疲劳强度分析软件设计及应用[D].西南交通大学,精密仪器及机械,2014,硕士.
[35]孙岳.论罪责刑相适应原则[D].安徽大学,法律,2003,硕士.
[36]张浩成.基于四元数的航天器轨道动力学建模与控制[D].哈尔滨工业大学,飞行器设计,2014,硕士.
[37]吴寅广.大型水平轴风力机刚柔耦合结构动力特性分析[D].兰州理工大学,工程力学,2013,硕士.
[38]潘燕华.多层次虚拟人群仿真技术研究[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[39]孙佳红.益气活血中药对大鼠前脑不全缺血再灌注后海马区血管内皮细胞生长因子表达的影响[D].山西医科大学,中西医结合神经内科,2003,硕士.
[40]畅晓梅.公民宗教的神圣性及其现实性[D].沈阳师范大学,社会学,2013,硕士.
[41]何孔翔,马植胜,程孝海.坚硬顶板离层遥测系统及应用[J].有色金属(矿山部分).2006(02)
[42]秦绪明,刘轶,徐京城,李小武.碳硅烯的狄拉克锥起源:密度泛函和紧束缚理论的联合研究[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第36分会：纳米体系理论与模拟[C].中国化学会:,2014:1.
[43]占升忠.高性能螺杆泵定子橡胶材料研究[D].吉林大学,化学工程,2012,硕士.
[44]黄明奎.人参养荣汤治疗气血两虚型失眠症的中医临床研究[D].广州中医药大学,中医诊断学,2013,硕士.
[45]李慧琪,叶仰明,薛永生.发现周期性多层序贯模式[A].中国计算机学会数据库专业委员会.第十八届全国数据库学术会议论文集（技术报告篇）[C].中国计算机学会数据库专业委员会:,2001:5.
[46]回春伟.厚煤层大断面煤巷安全支护技术研究[D].辽宁工程技术大学,安全技术及工程,2012,硕士.
[47]潘阳.截面代数的Hochschild上同调群的研究[D].浙江大学,基础数学,2013,硕士.
[48]裴艳涛.绵羊肺炎支原体标准株Y98蛋白质组双向电泳图谱的构建及其抗原性研究[D].河北农业大学,预防兽医学,2004,硕士.
[49]李耿.基于Java构建校务信息平台[D].武汉理工大学,计算机应用技术,2003,硕士.
[50]赵小玉.挖掘多级概念上的广义关联规则[J].计算机与现代化,2004,07:80-82.