Bioprocess desing parameters for beta-lactamase production by Bacillus species
Bacillus türleri ile beta-laktamaz üretimi için biyoproses tasarım parametrelerinin belirlenmesi
- Tez No: 143383
- Danışmanlar: DOÇ. DR. PINAR ÇALIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: (3-laktamaz, üretim, Bacillus, ortam tasarımı, biyoproses işletim parametreleri, oksijen aktarımı, p-lactamase, production, Bacillus, medium design, bioprocess operation parameters, oxygen transfer
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Bu çalışmada, doğal Bacillus türleri kullanılarak, biyoproses tasarım parametrelerinin p-laktamaz üretimine etkileri sistematik olarak incelenmiştir. Bu amaçla, araştırma programı başlıca dört bölümde yürütülmüştür. Öncelikle, p- laktamaz üretim potansiyeline sahip mikroorganizmalar taranmış ve p-laktamaz üretimi için biyoproses tasarım parametrelerinin incelenmesi amacıyla Bacillus licheniformis ATCC 25972 seçilmiştir. Üretim ortamı, karbon kaynaklarının (glikoz, fruktoz, sukroz, sitrik asit ve gliserol), inorganik azot ((NH4)2HP04 ve NH4CI) ve organik azot kaynaklarının (maya özütü, pepton ve kazamino asitler) etkisi araştırılarak tasarlanmıştır. Tasarlanan üretim ortamı kullanılarak, biyoproses işletim parametrelerinden pH ve sıcaklığın p-laktamaz üretimi üzerine etkisi incelenmiştir. İncelenen biyoproses koşullarında, en yüksek aktivite, 10.0 kg m 3 glikoz, 1.2 kg m“3 (NH4)2HP04, 8.0 kg m”3 maya özütü ve tuz çözeltisini içeren ortamda, pH0=6.0, T=32°C, N=200 min“1 koşullarında, 275 U cm”3 olarak elde edilmiştir. Bu aktivite, referans ortamda elde edilen aktivitenin 7.9 katıdır. Son olarak, laboratuvar ölçekte bulunan en uygun koşullarda, fermantasyon ve oksijen aktarımı karakteristikleri, 3.0 dm3 hacimli, sıcaklık, pH, köpük ve karıştırma hızı kontrollü, pilot-ölçek biyoreaktörde, Q0/V=0.5 vvm ve N=500 min' 1 oksijen aktarımı koşullarında, araştırılmıştır. p-Iaktamaz aktivitesi, hücre, glikoz, amino asit ve organik asit konsantrasyonlarının zamanla değişimi; oksijen tüketim hızı ve sıvı faz kütle aktarım katsayısı bulunmuştur. Biyoproses süresince, kütle aktarım katsayısı (KLa), 0.008-0.016 s"1 arasında; oksijen tüketim hızı ise 0.001-0.003 mol m'V1 arasında değişmiştir. Ayrıca, hız kısıtlayıcı basamak analizi gerçekleştirilmiş; verim ve yaşam katsayıları ile p- laktamaz enzimi için kinetik parametreler belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the effects of bioprocess design parameters on p-lactamase production were systematically investigated using wild type Bacillus species. For this purpose, the research programme was carried out in mainly four parts. Initially, potential p-lactamase producers were screened and Bacillus licheniformis ATCC 25972, a constitutive p-lactamase producer, was selected. Next, the effects of bioprocess medium components, i.e., carbon sources (glucose, fructose, sucrose, citric acid and glycerol), inorganic nitrogen sources ((NH4)2HP04 and NH4CI) and organic nitrogen sources (yeast extract, peptone and casamino acids), were investigated in agitation and heating rate controlled laboratory scale bioreactors. Thereafter, by using the designed medium, the effects of bioprocess operation parameters, i.e., pH and temperature, on p- lactamase activity were investigated in order to achieve a higher p-lactamase production. Among the investigated bioprocess conditions, the highest (3- lactamase activity was obtained as 275 U cm“3, in the medium with 10.0 kg rrf3 glucose, 1.2 kg m”3 (NH4)2HP04, 8.0 kg m“3 yeast extract and the salt solution, at pH0=6.0, T=32°C, N=200 min'1, which was 7.9 fold higher than the activity obtained in the reference medium. Finally, using the optimum bioprocess parameters obtained in laboratory scale experiments, the fermentation and oxygen transfer characteristics of the bioprocess were investigated in 3.0 dm3 pilot scale bioreactor, having temperature, pH, foam and stirring rate controls, at Qo/V=0.5 vvm and N=500 min”1 oxygen transfer conditions. The variations in |3- lactamase activity, cell, glucose, amino acid and organic acid concentrations with the cultivation time; the oxygen uptake rate and the liquid phase mass transfer coefficient values were determined. Throughout the bioprocess, overall oxygen transfer coefficient (KLa) varied between 0.008-0.016 s“1; oxygen uptake rate varied between 0.001-0.003 mol m 3 s”1. Furthermore, rate limiting step analysis was performed; the yield and maintenance coefficients for the bioprocess as well as the kinetic parameters for p-lactamase were determined.
Benzer Tezler
- Serin alkali proteaz üretimi için biyoproses tasarım parametrelerinin araştırılması
Bioprocesses design parameters for serine alkaline protease production
PINAR ÇALIK
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. TUNÇER ÖZDAMAR
- Kesikli-biyoreaktör işletim türlerinin terapatik protein üretimine etkilerinin incelenmesi
Influences of batch bioreactor operation modes in therapeutic protein production
HANDE AFŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN TUNÇER ÖZDAMAR
- Polihidroksialkanoatların genetiği değiştirilmiş bakterilerde üretimi, karakterizasyonu ve matematiksel modellenmesi
Production, characterization and mathematical modeling of polyhydroxyalkanoates by genetically modified bacteria
MURAT AKDOĞAN
Doktora
Türkçe
2021
BiyoteknolojiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDA ÇELİK AKDUR
- Bioprocess design and technoeconomic analysis of the production of ursodeoxycholic acid
Ursodeoksikolik asit üretiminin biyoproses tasarımı ve tekno-ekonomik analizi
BÜŞRA GÜLDAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK KAZAN
DR. GÖKÇE ERDEM
- Corynebacterium sp ' ile glutamik asit üretimi ve biyoreaktör tasarım parametrelerinin bulunması
Kinetics of glutamic acid production by 'corynebacterium sp' and determination of bioreactor design parameters
HALE HAPOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. H. TUNÇER ÖZDAMAR