Geri Dön

Effects of bioreactor operation parameters on intracellular reaction rate distribution in beta-lactamase production by Bacillus species

Bacillus türleri ile beta-laktamaz üretiminde biyoreaktör işletim parametrelerinin hücre içi tepkime hız dağılımlarına etkileri

  1. Tez No: 153589
  2. Yazar: MÜGE ARİFOĞLU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. PINAR ÇALIK, PROF. DR. GÜZİDE ÇALIK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: p-laktamaz, üretim, Bacillus, oksijen aktarımı, metabolik akı analizi vii, p-lactamase, production, Bacillus, oxygen transfer, metabolic flux analysis
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 142

Özet

ÖZ Bacillus TÜRLERİ İLE BETA-LAKTAMAZ ÜRETİMİNDE BİYOREAKTÖR İŞLETİM PARAMETRELERİNİN HÜCRE İÇİ TEPKİME HIZ DAĞILIMLARINA ETKİLERİ Arifoğlu, Müge Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Pınar Çalık Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Güzide Çalık Ağustos 2004, 120 sayfa Bu çalışmada, Bacillus licheniformis ATCC 25972 ile oksijen aktarımının plaktamaz üretimine ve hücreiçi tepkime hızlarına etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla önce glukoz temelli tanımlanmış ortam tasarımı yapılmış ve tasarlanan bu üretim ortamı kullanılarak biyoproses işletim parametrelerinden pH ve sıcaklığın p- laktamaz üretimine ve hücre oluşumuna etkileri, laboratuvar ölçekli, V=33 mi çalışma hacimli kesikli biyoreaktörler kullanılarak araştırılmıştır. En yüksek aktivite, 7.0 kg m“3 glukoz, 7.1 kg m”3 (NH4)2HP04, ve tuz çözeltisini içeren ortamda, pH0=7.5, T=37°C, N=200 dk1 koşullarında, A=115 U cm“3 olarak bulunmuştur. Laboratuvar ölçekte bulunan en uygun koşullar kullanılarak, oksijen aktarımının substrat tüketimine, mikroorganizma derişimine, ürün (|3- laktamaz) ve yan-ürün oluşumuna etkileri üç farklı hava giriş (Q0/ VR = 0.2, 0.5 and 1 vvm) ve karıştırma hızlarında ( N=250, 500, 750 dk”1) V= 3.0 dm3 hacimli, sıcaklık, pH, köpük, karıştırma ve çözünmüş oksijen derişimi kontrollü kesikli biyoreaktörde araştırılmıştır. Proses sürecince, farklı oksijen aktarım koşullarında hücre, substrat ve yan-ürün derişimleri, (3-laktamaz aktivitesi, verim katsayıları, spesifik hızlar, oksijen tüketim hızları ve sıvı faz kütle aktarım katsayıları (KLa) bulunmuştur. En yüksek enzim aktivitesine A=90 U cm“3 olarak 0.5 vvm, 500 dk _1 ve 0.2 vvm 500 dk”1 koşullarında ulaşılırken, en yüksek hücre derişimine viCx=0.67 kg m“3 olarak 0.5 wm 750 dk”1 ve 0.2 wm 750 dk1 koşullarında ulaşılmıştır. KLa, havalandırma ve karıştırma hızları artıkça artmış ve değeri 0.007-0.044 s“1 aralığında değişmiştir. Oksijen tüketim hızı ise 0.4-1.6 mol m”3 s"1 aralığında değişmiştir. Son olarak B.licheniformis ile p-laktamaz üretiminde oksijen aktarım koşullarının hücreiçi tepkime hızlarına etkisi metabolik akı analizi ile bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT EFFECTS OF BIOREACTOR OPERATION PARAMETERS ON INTRACELLULAR REACTION RATE DISTRIBUTION IN BETA-LACTAMASE PRODUCTION BY Bacillus SPECIES Arifoğlu, Müge M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Assoc. Dr. Pınar Çalık Co-Supervisor: Prof. Dr. Güzide Çalık August 2004, 120 pages In this study, the effects of oxygen transfer (OT) on p-lactamase production and on intracellular reaction rates were investigated with Bacillus licheniformis ATCC 2597. In order to clarify the oxygen transfer effects on the production of p-lactamase, firstly a glucose based defined medium was designed and using this medium, the effects of bioreactor operation parameters, i.e., pH and temperature, on p-lactamase activity and cell formation were investigated in laboratory scale batch-bioreactors using shake bioreactors having V=33 ml working volumes. Among the investigated bioprocess conditions, the highest p~ lactamase activity was obtained as A=115 U cm“3, in the medium with 7.0 kg m”3 glucose, 7.1 kg m 3 (NH4)2HP04 and the salt solution, at pH0=7.5, T=37°C, N=200 min“1. At the optimum conditions found in laboratory scale the effects of OT on cell generation, substrate consumption, product (p-lactamase) and by products formations were investigated at three different air inlet (Q0/ VR = 0.2, 0.5 and 1 vvm) and at three agitation rates (N=250, 500, 750 min ^ in V = 3.0 dm3 batch bioreactors consisting of temperature, pH, foam, stirring rate and dissolved oxygen controls. Along with the fermentation, cell, substrate and by product concentrations, p-lactamase activity, yield coefficients, specific rates, IVoxygen uptake rates and the liquid phase mass transfer coefficient values were determined. The highest p-lactamase activity was obtained at 0.5 vvm 500 min”1 and at 0.2 vvm 500 min“1 conditions as ca. A=90 U cm”3 while the highest cell concentration was obtained as Cx=0.67 kg m“3 at 0.5 vvm 750 min”1 and at 0.2 wm 750 min“1 conditions. KLa, increased with the increase in the agitation and aeration rates and its values varied between 0.007-0.044 s”1 and oxygen uptake rate varied between 0.4-1.6 mol m3s a. Finally, the influence of OT conditions on the intracellular reaction rates was investigated using metabolic flux analysis to evaluate the effects of oxygen on the metabolism.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    120929

    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

    ESRA BİLİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Kimya MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TUNÇER H. ÖZDAMAR

    DOÇ. DR. PINAR ÇALIK

  2. Tez No

    153594

    Bioprocess operation parameters for recombinant benzaldehyde lyase production

    Rekombinant benzaldehit liyaz üretimi için biyoproses işletim parametrelerinin araştırılması

    PINAR YILGÖR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. PINAR ÇALIK

    PROF. DR. AYHAN SITKI DEMİR

  3. Tez No

    201855

    Investigation of bioprocess parameters for glucose isomerase production by Bacillus thermoantarcticus

    Glikoz izomeraz üretimi için biyoproses parametrelerinin Bacillus thermoantarcticus kullanılarak araştırılması

    IŞIK HAYKIR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

    DOÇ. DR. İSMAİL HAKKI BOYACI

  4. 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

  5. Tez No

    143383

    Bioprocess desing parameters for beta-lactamase production by Bacillus species

    Bacillus türleri ile beta-laktamaz üretimi için biyoproses tasarım parametrelerinin belirlenmesi

    EDA ÇELİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. PINAR ÇALIK

Geri Dön