Geri Dön

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

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

PDF İndir

  1. Tez No: 341088
  2. Yazar: BURCU GÖKBUDAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. PINAR ÇALIK, PROF. DR. HASAN TUNÇER ÖZDAMAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Kimya Mühendisliği, Biotechnology, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Rekombinant insan büyüme hormonu, Bacillus subtilis, yarı-kesikli, besleme stratejisi, Recombinant human growth hormone, Bacillus subtilis, semi-batch, feeding strategy
  7. Yıl: 2013
  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: 131

Özet

Bu çalışmada, terapatik öneme sahip proteinlerden rekombinant insan büyüme hormonunun (rhGH) pMK4::pre(subC)::hGH plazmidi taşıyan Bacillus subtilis scoC geni silinmiş (scoC-) suş ile yarı-kesikli üretimi için etkin bir besleme stratejisi geliştirilmesi amaçlanmıştır. Birinci alt-araştırma programında, rhGH üretim koşullarını optimize etmek üzere ilk olarak laboratuvar ölçek hava filtreli biyoreaktör deneyleri yapılmış; ikinci alt-araştırma programında da pilot ölçek biyoreaktör sisteminde yarı-kesikli üretim prosesleri rhGH üretim kapasitesini arttırmak için üstel besleme stratejileri tasarlanarak gerçekleştirilmiştir. Glutamin ve ortam bileşiminin hücre derişimi ve rhGH üretimi üzerine etkileri ayrı ayrı laboratuvar ölçek kesikli proseslerde araştırılmış; en yüksek rhGH derişimi 0.05 g L-1 glutamin içeren glukoz temelli tanımlı ortamda (G-0.05) t=28 st?de 76 mg L-1 olarak elde edilmiştir. Laboratuvar ölçek hava filtreli biyoreaktör deneylerinin ikinci aşamasında, ortam bileşiminin etkisi yarı-kesikli proseslerle yüksek derişimlerde rhGH üretimleri için gerekli yüksek hücre derişimi elde etmek amacıyla yedi farklı ortamın etkisi araştırılmış; en yüksek hücre ve rhGH derişimleri, tanımlı ortama ek olarak 8 g L-1 pepton ve 5 mL L-1 eser miktarda tuz çözeltileri içeren ortamda (P-6) sırasıyla 2.47 g L-1 ve 75 mg L-1 olarak elde edilmiştir. Bu sonuçlara bağlı olarak, glukoz ve (NH4)2HPO4 varlığında pepton ve eser miktarda tuz çözeltileri içeren ortam, yarı-kesikli deneyler için besleme substrat ortamı olarak seçilmiştir. Pilot ölçek biyoreaktör deneylerinde, yarı kesikli proseslerde rhGH üretimi için sekiz farklı besleme stratejisi tasarlanmıştır. Üstel besleme stratejilerinin 0.04, 0.10, 0.17 ve 0.26 st-1 olarak seçilen öngörülmüş özgül çoğalma hızları ile rhGH üretimi üzerine etkileri araştırılmıştır. En yüksek hücre ve rhGH derişimlerine µ0=0.17 st-1`de glukoz temelli yarı-tanımlı ortam beslemesi ile t=28 st?te sırasıyla 4.43 g L-1 ve 366 mg L-1 olarak ulaşılmıştır. Bu besleme stratejisi ile toplam substrat üzerinden toplam ürün ve hücre verimi sırasıyla 62.92 g kg-1 ve 0.73 g g-1 olarak elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, the aim is to develop an effective feeding strategy for therapeutically important protein, recombinant human growth hormone (rhGH) production by Bacillus subtilis scoC knockout (scoC-) strain carrying pMK4::pre(subC)::hGH plasmid. In the first part of the research program, laboratory scale air filtered shake bioreactor experiments were conducted to optimize the production conditions. Thereafter, semi-batch production processes at pilot scale bioreactor system were performed by designing exponential feeding strategies in order to enhance the rhGH production capacity. In this context, the effects of glutamine and medium composition on the cell concentration and rhGH production were separately investigated in batch bioreactor experiments at laboratory scale. The maximum rhGH concentration was obtained in the defined medium containing 0.05 g L-1 glutamine (G-0.05) as 76 mg L-1 at t=28 h. In the second part of the air filtered shake bioreactor experiments, the effects of medium composition were investigated in seven different media in order to achieve high cell cultivations leading to rhGH productions at high levels by semi-batch operation. The maximum cell and rhGH concentrations were obtained as 2.47 g L-1 and 75 mg L-1 in the medium P-6 which basically contained 8 g L-1 peptone and 5 mL L-1 trace salt solutions different than that of the defined medium, respectively. Based on these results, the medium containing peptone and trace salt solutions in the presence of glucose and (NH4)2HPO4 was used as the new feeding substrate medium for the semi-batch experiments. In the pilot scale bioreactor experiments, eight different feeding strategies were designed for rhGH production in semi-batch processes. The effects of exponential feeding strategies with the pre-determined specific growth rates chosen as 0.04, 0.10, 0.17 and 0.26 h-1 on rhGH production were investigated. The highest cell and rhGH concentrations were achieved as 4.43 g L-1 and 366 mg L-1, respectively, by the glucose based semi-defined medium feeding strategy conducted at a pre-determined specific growth rate µ0=0.17 h-1 at t=28 h. By this feeding strategy, the overall product and cell yield on total substrate were acquired as 62.92 g kg-1 and 0.73 g g-1, respectively.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    255236

    Effects of carbon sources and feeding strategies on human growth hormone production by metabolically engineered Pichia pastoris

    Karbon kaynaklarının ve besleme stratejilerinin rekombinant Pichia pastoris ile insan büyüme hormonu üretimine etkisi

    EDA AÇIK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    BiyomühendislikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

    PROF. DR. TUNÇER ÖZDAMAR

  2. Tez No

    338410

    Comparison of human growth hormone production performances of two different metabolically engineered Pichia pastoris

    İki farklı metabolik mühendislik yaklaşımıyla geliştirilen Pichia pastoris hücrelerinin insan büyüme hormonu üretim performanslarının karşılaştırılması

    HALİME GÜL ZERZE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

  3. Tez No

    269418

    Recombinant human growth hormone production by Pichia pastoris and determination of its interaction with peptide ligands

    Pichia pastoris ile rekombinant insan büyüme hormonu üretimi ve peptit ligandlarla etkileşiminin incelenmesi

    BAHAR İNANKUR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. BURAK ERMAN

    PROF. DR. PINAR ÇALIK

  4. 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

  5. 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

Geri Dön