Geri Dön

Feeding strategy development for benzaldehyde lyase production by recombinant Escherichia coli BL21

Rekombinant Escherichia coli BL21 ile benzaldehit liyaz üretimi için besleme stratejisi geliştirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 177290
  2. Yazar: HANDE LEVENT
  3. Danışmanlar: PROF. DR. PINAR ÇALIK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Kimya Mühendisliği, Biotechnology, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2008
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 133

Özet

This study focuses on the molasses based complex medium design for benzaldehyde lyase production by recombinant E. coli BL21 and development of a feeding strategy based on the designed complex medium. For this purpose, firstly, the effects of molasses were investigated in laboratory scale bioreactors. As E. coli BL21 was not able to utilize sucrose, molasses was pretreated and hydrolyzed to fructose and glucose. Thereafter, effect of pretreated molasses concentration was investigated in the range of 16 to 56 kg m-3 by batch-bioreactor experiments; and the highest cell concentration and benzaldehyde lyase activity were obtained as CX=5.3 kg m-3 and A=1617 U cm-3, respectively, in the medium containing 7.5 kg m-3 glucose and 7.5 kg m-3 fructose. Then, different feeding strategies were developed to produce efficient cells with high concentration and BAL activity. In the first strategy, after 10 hours of batch-cultivation with molasses based medium having 7.5 kg m-3 glucose and 7.5 kg m-3 fructose concentration, based on the airflow rate, pretreated molasses was fed to the system. When air flow rate decreased considerably, fed was given to the system that results in increase in glucose and fructose concentration in the medium to 2.5 kg m-3. At the end of the process, the highest cell concentration obtained was CX=7.4 kg m-3. The maximum activity was reached at 20th hour as A=2360 U cm-3. On the other hand, as air flow variation only demonstrated the absence of glucose not fructose, a second strategy, based on the detection of the fructose and glucose concentrations during the process, was applied. In this strategy when glucose and fructose were depleted, fed was given to the system that results in increase in glucose and fructose concentration in the medium to 2.5 kg m-3; and the highest BAL activity was obtained as 2370 U cm-3 at t= 26 h where the cell concentration was 7.5 kg m-3. At the last strategy, when glucose and fructose were depleted, fed was given to the system that results in increase in CGlucose=1.5 kg m-3 and CFructose=1.5 kg m-3 in the production medium to decrease the accumulation of acetic acid. By this strategy highest cell concentration was obtained as 8.04 kg m-3 at t=24 h and the highest BAL activity was 2315 U cm-3. These strategies could be accepted having the same BAL activity with little distinctions. However, cell concentration of the last one was higher than others and also the lowest amount of carbon source was used. Thus, last one could be chosen as the most favorable strategy.

Özet (Çeviri)

Bu çalışmada, rekombinant E. coli BL21 ile benzaldehyde liyaz üretimi için melas temelli kompleks ortam tasarlanmış ve tasarlanan ortam temel alınarak besleme stratejisi geliştirilmiştir. Bu amaçla, ilk olarak, melas derişimi etkisi, laboratuvar ölçekli biyoreaktörlerde incelenmiştir. E. coli BL21 sukrozu tüketemediği için, kimyasal önişlem uygulanarak melas fruktoz ve glukoza indirgenmiş ve melas derişiminin etkisi 16 kg m-3 ile 56 kg m-3 aralığında incelenmiştir. En yüksek hücre derişimi ve benzaldehit liyaz aktivitesi CGlukoz=7.5 kg m-3 ve CFruktoz=7.5 kg m-3 derişimlerinde sırasıyla 5.3 kg m-3 ve 1617 U cm-3 olarak bulunmuştur. Sonraki aşamada, yüksek hücre derişimi ve BAL üretimine ulaşabilmek için besleme stratejileri geliştirilmiştir. Optimum koşullarda, kesikli biyoreaktör işletiminde t=10 st?te hava giriş hızının minimuma ulaştığı gözlenmiştir. Bu durum ortamdaki karbon kaynağının bittiğini gösterdiği varsayıldığı için birinci stratejide besleme yapılarak glukoz ve fruktozun 2.5 kg m-3 e çıkması sağlanmıştır. Bu strateji proses süresince tekrarlanmıştır. En yüksek hücre derişimi t=24 st?te CX=7.4 kg m-3, en yüksek BAL aktivitesi ise t=20 st ?te A=2360 U cm-3 olarak elde edilmiştir. Ancak hava giriş hızının değişimine bağlı geliştirilen strateji yalnızca glukozun tüketildiğini gösterdiği sonucuna varıldığı için, glukoz ve fruktoz derişimi proses süresince izlenerek yeni bir strateji geliştirilmiştir. Yeni stratejide glukoz ve fruktoz tüketildiğinde derişimleri üretim ortamında 2.5 kg m-3 e çıkarılmış; en yüksek BAL aktivitesi t=26 st?te A=2370 U cm-3 olarak bulunmuştur. Bu noktadaki hücre derişimi ise CX=7.5 kg m-3? tür. Asetik asit birikimini azaltmak için yapılan beslemelerin glukoz ve fruktoz derişimi 1.5 kg m-3? e düşürülmüştür. Bu son strateji ile t= 24 st?te en yüksek BAL aktivitesi ve hücre derişimi sırasıyla A=2315 U cm-3 ve CX=8.04 kg m-3 olarak bulunmuştur. İncelenen stratejilerin hepsinde aktiviteler yaklaşık aynı olmasına rağmen son koşulda en yüksek hücre derişimine en az girdi kullanılarak ulaşılmıştır.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    268997

    Exponential feeding strategy development for benzaldehyde lyase production by recombinant Escherichia coli

    Rekombinant Escherichia coli ile benzaldehit liyaz üretimi için eksponansiyel besleme stratejisi geliştirilmesi

    HATİCE TAŞPINAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    BiyomühendislikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Bölümü

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

    PROF. DR. TUNÇER H. ÖZDAMAR

  2. Tez No

    313699

    Feeding strategy development for human growth hormone production by Pichia pastoris

    Pichia pastoris ile insan büyüme hormonu üretimi için besleme stratejilerinin geliştirilmesi

    BAHAR BOZKURT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

    PROF. DR. TUNÇER ÖZDAMAR

  3. Tez No

    368875

    Semi-defined medium based feeding strategy development for human growth hormone production by recombinant Bacillus subtilis

    Rekombinant Bacillus subtilis ile insan büyüme hormonu üretimi için yarı-tanımlı ortam temelli besleme stratejisi geliştirilmesi

    SİBEL ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    BiyomühendislikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

    PROF. DR. HASAN TUNÇER ÖZDAMAR

  4. Tez No

    143482

    Fed-batch strategy development for serine alkaline protease production

    Serin alkali proteaz üretimi için yarı kesikli işletim stratejisi geliştirilmesi

    AYŞE SİNEM HAMZAPAŞAOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. PINAR ÇALIK

  5. Tez No

    442148

    Defined and complex medium based feeding strategy development for recombinant human growth hormone production by P. pastoris under gap promoter

    Pichia pastoris ile rekombinant insan büyüme hormonu üretimi için tanımlı ve kompleks ortam temelli besleme stratejisi geliştirilmesi

    BEBETA HOXHA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

    PROF. DR. TUNÇER H.ÖZDAMAR

Geri Dön