Geri Dön

Rekombinant proteaz üretiminde biyoreaktör işletim parametrelerinin hücreiçi tepkime hızlarına ve verime etkisi

Effect of bioreactor operation parameters on intracellular reaction rates and yield in recombinant protease production

  1. Tez No: 120929
  2. Yazar: ESRA BİLİR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TUNÇER H. ÖZDAMAR, DOÇ. DR. PINAR ÇALIK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Serine alkaline protease, recombinant Bacillus licheniformis, bioreactor operation parameters, ion effects, pH-control, intracellular reaction rates
  7. Yıl: 2002
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ankara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 188

Özet

ÖZET Yüksek Lisans Tezi REKOMBÎNANT PROTEAZ ÜRETİMİNDE BİYOREAKTÖR İŞLETİM PARAMETRELERİNİN HÜCREİÇİ TEPKİME HIZLARINA VE VERİME ETKİSİ Esra BİLİR Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof.Dr. Tunçer H. ÖZDAMAR Eş Danışman: Doç.Dr. Pınar ÇALIK,sabC::pHV1431 taşıyan rekombinant- Bacillus licheniformis ile tanımlanmış üretim ortamında biyoreaktör işletim paremetreleri, sıcaklık, oksijen aktanım ve hidrojen iyonu derişiminin (pH) ve stratejilerinin, gerekli-katyonlar Mg+2 ve Mn+2ile anyonlarının birlikte etkileri, üretim ortam tasarımının geliştirilmesi ve, bağlantılı olarak, pH-kontrolunda kullanılacak asitin seçimi serin alkali proteaz (SAP) üretim prosesinin geliştirilmesi için araştırılmıştır. SAP üretimi için tanımlanmış biyoreaktör üretim ortamının bileşimi aşağıdaki gibidir (kg/m3): 8.0, glukoz; 4.7, (NH4)2HP04; 2.0, KH2P04; 0.2, CaCl2. Sıcaklık ve gerekli-katyonlar için deneyler orbital- karıştırmalı sistemde, hava-filtreli V=33 mi hacimli kesikli biyoreaktörlerde yapılmıştır. İşletim türleri arasından T=37°C izoterm sıcaklık seçilmiştir. Asetat anyonu ile Mg+2 en iyi Mg-bileşiği olarak bulunmuştur; Cmjac2= 575 mg/dm3 optimum derişiminde bulunan SAP aktivitesi MgCl2 ile bulunandan 1.22-kat daha büyüktür ve tüketilen substrat basma ürün verimi Yp/s=167.2 U/mg en yüksek değerdir. Mg-sonuçlarına benzer şekilde, MnS04 ve MnCl2 derişimleri arttıkça glukoz tüketim hızlan artmış; tersine, MnAc2 derişimi arttıkça asetattın ikinci karbon kaynağı olarak kullanımına bağlı olarak azalmıştır. Sonuç olarak Ac ve asin“ HAc, sırasıyla, üstün anyon ve asit olarak pH-kontrol için seçilmişlerdir. MgAc2 ve MnAc2 'm birlikte etkisini incelemek ve optimum derişimlerini bulmak için yapılan deneyler sonucunda ise CMnAc2= 144 mg/dm3 ve CMgAa = 66 mg/dm3 olarak bulunmuş ve tanımlanmış ortam geliştirilmiş; arttırılmış maksimum SAP aktivitesi ise t=39 st'te elde edilmiş ve biyoproses süresi kısalmıştır. Araştırmanın ikinci evresinde, iyonlar ile oksijen aktarımı ve pH- stratejilerinin birlikte hücreiçi tepkime hızlarına etkileri iki bazik pHo=7.25 ve 7.10, ve bir asitik pHo=6.80 başlangıç pH değerlerinde dar bir aralıkta kontrollü- ve kontrolsuz-pH işletimleriyle pilot-ölçek biyoreaktörlerde Qo/V=0.5 vvm, N=750 dk”1 ve, T=37°C koşullarında biyoreaktör etkinliğinin ince-ayan ve rekombinant SAP üretiminin daha da geliştirilmesi için araştırılmıştır. Biyoproses süresince dinamik-yöntem ile sıvı faz hacimsel kütle aktarım katsayısı KLa ve mikroorganizmanın hacimsel oksijen tüketim hızı -r o ölçülerek oksijen aktarımının dinamik değişimi izlenmiştir. Araştırma programı sonuçlan rekombinant enzim üretiminin kontrolsuz-pH işletimini yeğlediğini göstermiş; en yüksek SAP aktivitesi, verim ve seçimlilik de pHo=7.10 *da başlayarak kontrolsuz pH işletiminde A=840 U cm"3 değerinde biyoreaktör işletim süresi t=21 saata kısaltılarak elde edilmiştir. 2002, 170 sayfa ANAHTAR KELİMER: Serin alkali proteaz, rekombinant Bacillus licheniformis, biyoreaktör işletim parametreleri, iyon etkileri, pH-kontrolu, hücreiçi tepkime hızları.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT Master Thesis EFFECTS OF BIOREACTOR OPERATION PARAMETERS ON INTRACELLULAR REACTION RATES AND YIELD IN RECOMBINANT PROTEASE PRODUCTION EsraBÎLÎR Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Professor Tunçer H. ÖZDAMAR Co-Supervisor: Assoc. Professor Pınar ÇALIK The effects of bioreactor operation parameters, i.e. temperature, oxygen transfer, and hydrogen ion concentration (pH) and their strategies, in combination with the effects of essential cations Mg+2 and Mn+2 and their anions, were investigated in order to improve the medium design for serine alkaline protease (SAP) production by recombinant B. licheniformis carrying the plasmid pHV1431:i«rf»C, whereupon, to determine the selective acid(s) that will be used in pH-control. The fermentation medium for SAP production was as follows (kg/m3): 8.0, glucose; 4.7, (NHO2HPO4; 2.0, KH2P04; 0.2, CaCl2. Experiments for temperature and essential cations were conducted in batch-bioreactors in orbital shakers, using air-filtered 150 ml Erlenmeyer-flasks having V=33 ml working volumes. T=37°C isothermal operation was selected amongst the operation modes. Mg+2 with the anion acetate, was found the best Mg- compound, and CMgAü= 575 mg/dm3 as its optimum concentration yielded a SAP activity 1.22- fold higher than that obtained with MgCl2, moreover, with the highest product yield on substrate value of Yp/s=167.2 U/mg. Similar to the results of Mg-compounds, the glucose consumption rate increased with the increase in MnSO.) and MnCl2 concentrations; contrariwise, decreased with the increase in MnAc2 concentrations, due to the use of acetate as the second carbon source. Consequently, the ion Ac and its acid HAc appear, respectively, as the superior anion for the essential cations and the control agent for pH-control in the bioreactor. Finally, to find the optimum initial concentrations and the concerted effects of MgAc2 and MnAc2 in the fermentation medium a set of fermentations were carried out; and the optimum concentrations were found as CmdAct* 144 mg/dm3 and Ch^mi = 66 mg/dm3, whereas the maximum and enhanced activity was obtained at a shorter cultivation time of t=39h. The concerted influence of the ions with the oxygen-transfer and pH-strategies on the intracellular bioreaction network were investigated at two basic, i.e. pH,,=7.25 and 7.10, and one acidic, i.e. pHo=6.80, initial pH values in a narrow range at controlled- and uncontrolled-pH operations at Qo/V=0.5 wm, N=750 dk“1, and T=37°C in pilot-scale bioreactors, in order to fine-tune bioreactor performance and improve further the recombinant SAP production. Along with the recombinant SAP fermentations, Dynamic Method was applied to find the liquid phase mass transfer coefficient, KLa, and oxygen consumption rate -r0.The results revealed that the recombinant enzyme production favours uncontrolled-pH operations; and the maximum SAP activity, yield and selectivity were obtained at pHo=7.10 uncontrolled-pH operation with the values of A=840 U cm”3 by shortening the cultivation time to t=21 h. 2002, 170 pages

Benzer Tezler

  1. Tez No

    255235

    Effects of pH on human growth hormone production by Pichia pastoris considering the expression levels of regulatory genes

    Pichia pastoris ile insan büyüme hormonu üretiminde düzenleyici genlerin ifade düzeylerini dikkate alarak pH etkisinin incelenmesi

    EDA BAYRAKTAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    BiyomühendislikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. REMZİYE YILMAZ

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

  2. Tez No

    201695

    Extracellular recombinant human growth hormone production by Pichia pastoris

    Pichia pastoris ile hücredışı insan büyüme hormonu üretimi

    MEHMET ALİ ORMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

    PROF. DR. TUNÇER H. ÖZDAMAR

  3. Tez No

    338078

    Rekombinant insan büyüme hormonunu üretim sistemi ile biyoreaktör işletim koşulları etkileşimi

    Interactions of recombinant human growth hormone production system and bioreactor operation conditions

    ZÜLBİYE ULUŞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    BiyomühendislikAnkara Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TUNÇER H. ÖZDAMAR

  4. Tez No

    143222

    Investigation of bioreactor operation conditions for serine alkaline protease production by Bacillus subtilis

    Bacillus subtilis ile serin alkali proteaz üretimi için biyoreaktor işletim koşullarının araştırılması

    ELİF ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. PINAR ÇALIK

  5. Tez No

    338524

    Effects of CO-carbon sources in recombinant human erythropoietin production by pichia pastoris

    Pichia pastoris ile rekombinant insan eritropoietin uretiminde ikinci karbon kaynaklarının etkileri

    ŞÜKRAN MELDA ESKİTOROS

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

Geri Dön