Geri Dön

Feeding strategy development for human growth hormone production by Pichia pastoris

Pichia pastoris ile insan büyüme hormonu üretimi için besleme stratejilerinin geliştirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 313699
  2. Yazar: BAHAR BOZKURT
  3. Danışmanlar: PROF. DR. PINAR ÇALIK, PROF. DR. TUNÇER ÖZDAMAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 158

Özet

Bu çalışmada, yüksek derişimde rekombinant insan büyüme hormonu (rhGH) üretmek amacı ile ikinci karbon kaynağı sorbitolun varlığında farklı üre-tim stratejilerinin rHGH üretimi üzerine etkisi araştırılmıştır. İnsan büyüme hor-monu geni taşıyan rekombinant Pichia pastoris-Mut+ suşu kullanılmış; proses süresince hücre, sorbitol, metanol, rhGH, AOX ve yan-ürünler proteaz ve organik asit derişimleri ölçülerek izlenmiştir. Belirtilen amaç doğrultusunda çalışmanın ilk bölümünde üç biyoreyaktör işletim stratejisi tasarlanmıştır. Tasarlanan üç işle-tim stratejisi temel olarak üretim fazına geçiş anı t=0 st'ta başlamak üzere çift-substrat metanol ile sorbitolun eşanlı olarak: i) kesikli-işletimle 50 g L-1 sorbitol beslemesi; ii) yarı-kesikli işletimle özgül çoğalma hızı ?0=0.03 st-1 veya ?0=0.04 st-1 olacak şekilde metanol beslemesi ve; iii) sorbitol özgül tüketim hızı qS=0.152 g g-1st-1 kullanılarak hesaplanan özgül çoğalma hızı ?0=0.025 st-1 olacak şekilde yarı-kesikli sorbitol beslemesi ile oluşturulmuştur. Böylece, üretim fazında t=0?15 st arasında biyoreaktörde sorbitol derişimi 50 gL-1 değerinde sabit tutulmuş, ve sorbitol beslemesi t=15 st'ta kesilmiştir. Tasarlanan ilk stratejide (SSM1) metanol ?0=0.03 h-1 çoğalma hızı ile yarı-kesikli olarak beslenmiş ve üretim ortamı H+ iyonu derişimi pH=5.0 olacak şekilde ayarlanmıştır. Uygulanan ikinci stratejide (SSM2) üretimde, yarı-kesikli metanol beslemesi ?0=0.03 h-1 çoğalma hızı ile gerçekleştirilmiştir; diğer taraftan biyoreaktörde H+ iyonu derişimi t=0 st'da pH=5.5'de başlanmış ve t=0-24 st arasında bu değerde sabit tutulmuş, ancak t=24 st sonunda pH değeri 5.0'e düşürülerek proses sürdürülmüştür. Üçüncü stratejide (SSM3), metanol beslemesi ?0=0.04 st-1 çoğalma hızı ile gerçekleştirilmiştir; di-ğer parametre pH=5.0'te üretim fazı süresince sabit tutulmuştur. En yüksek rhGH üretimi ve hücre derişimine birinci strateji SSM1'de CrhGH=640 mg L-1 ve CX=105.3 g L-1 derişimleri ile ulaşılmış; çift substratlı üretim sisteminde, toplam substrat temel alınarak en yüksek ürün ve hücre verimleri, sırasıyla, YCrhGH/S =1.83 mg g-1 ve YX/S =0.21 g g-1 olarak hesaplanmıştır.Çalışmanın ikinci kısımında iki substrat, sorbitol ve metanol birlikte suda çözelti olarak biyoreaktöre yarı-kesikli olarak beslenmiştir. Besleme çözeltisinde 13.88 mol suda, 1.37 mol sorbitol ve 6.21 mol metanol olacak şekilde ayarlan-mıştır ve sorbitol üzerinden ?0=0.03 st-1 çoğalma hızı ile üretim ortamına 30 st süreyle beslenmiştir; t=30 st'ten sonra ise yalnız metanol beslenmiştir. En yüksek hücre ve rhGH derişimleri sırası ile Cx=104.7 g L-1 ve CrhGH=124 mg L-1 olarak hesaplanmıştır. Toplam substrat temel alınarak elde edilen en yüksek hücre ve ürün verimleri ise sırasıyla YX/S=0.21 g g-1 ve CrhGH/S=0.39 mg g-1 olarak bulun-muştur. SM için bulunan en yüksek hücre derişiminin SSM1 için bulunan en yük-sek hücre derişimine yakın olduğu; ancak, SM stratejisi ile en yüksek rhGH derişiminin SSM1 stratejisinden 5.2-kat daha düşük olduğu belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, recombinant human growth hormone (rhGH) production by Pichia pastoris-Mut+ strain was improved by designing feeding strategies which were applied in the production phase of the bioreactor operations. During the bio-reactor experiments the cell growth, sorbitol and methanol consumptions, recom-binant hGH production, alcohol oxidase (AOX) activity, the by-products protease and organic acid concentrations were followed and analyzed. In this context, in the first part of the study, three bioreactor operations were designed and per-formed. In general, the designed strategies are fundamentally based on simulta-neous feeding of the two substrates starting at t=0 h of the production phase, i.e., batch-wise 50 gL-1sorbitol feeding, together with fed-batch methanol feeding with a specific growth rate of ?0=0.03 h-1 or ?0=0.04 h-1, and fed-batch sorbitol feeding with a specific growth rate of ?0=0.025h-1 which was calculated based on the specific consumption rate qS=0.152 g g-1h-1 of sorbitol. Consequently, sorbitol concentration was kept constant at 50 gL-1 within t=0-15h of the production phase; where, sorbitol feeding was terminated at t=15h. Amongst, in the first strategy (SSM1), methanol was fed to the system with the specific growth rate of ?0=0.03 h-1, and the H+ concentration (pH) in the bioreactor was kept constant at pH=5.0. In the second strategy (SSM2), pH was kept constant at 5.5 until t=24h of the induction phase (production phase), thereafter, was reduced to pH= 5.0; where methanol was fed to the bioreactor with the specific growth rate of ?0=0.03 h-1. In the third strategy (SSM3), methanol was fed with the specific growth rate of ?0=0.04 h-1, and the pH in the bioreactor was kept constant at pH 5.0. The highest rhGH production and cell concentration were achieved in the first strategy SSM1 as CrhGH=640 mg L-1 and CX=105.3 g L-1, and the overall cell and product yields on total substrate were calculated as YX/S =0.21 g g-1 and YCrhGH/S =1.83 mg g-1.In the second part of this study the two-substrates sorbitol and methanol were fed simultaneously in a solution compose of 1.37 mol sorbitol and 6.21 mol methanol in 13.88 mol water, which is named as SM. In this strategy (SM), the two-substrate solution was fed to the medium with the specific growth rate of ?0=0.03 h-1 on sorbitol until t=30h; thereafter, only methanol was fed to the bio-reactor with the specific growth rate of ?0=0.03 h-1. The highest cell and rhGH concentrations obtained in SM were, respectively, Cx=104.7 g L-1 and CrhGH=124 mg L-1; and the overall cell and product yields on the total substrate were calcu-lated as YX/S=0.21 g g-1 and YCrhGH/S=0.39 mg g-1. Although the highest cell con-centration obtained at SM is close to that of the SSM1, the rhGH concentration obtained at SM is 5.2-fold lower than that of the strategy SSM1.

Benzer Tezler

  1. 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

  2. Tez No

    385074

    Glucose-based feeding strategy development in recombinant human growth hormone production by Pichia pastoris for semi-batch bioreactor operation

    Pichia pastoris ile rekombinant insan büyüme hormonu üretiminde yarı-kesikli biyoreaktör işletimi için glukoz temelli besleme stratejisi geliştirilmesi

    ABDULLAH KESKİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

    PROF. DR. HASAN TUNÇER ÖZDAMAR

  3. Tez No

    238271

    Bioprocess development for therapeutical protein production

    Terapötik protein üretimi için biyoproses geliştirilmesi

    EDA ÇELİK AKDUR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

    PROF. DR. STEPHEN G. OLİVER

  4. 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

  5. Tez No

    341088

    Human growth hormone production by metabolically engineered B. subtilis: Feeding strategy development

    Metabolik mühendislik B. subtilis ile insan büyüme hormonu üretimi: Besleme stratejisi geliştirilmesi

    BURCU GÖKBUDAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

    PROF. DR. HASAN TUNÇER ÖZDAMAR

Geri Dön