فرمانتاسیون پیوسته مخمر پیچیا پاستوریس برای تولیدآنتیژن سطحی هپاتیتب نوترکیب و ارزیابی پارامترهای اثرگذار بر بیان آن
عنوان اصلي به زبان ديگر
Continuous Fermentation of Pichia pastoris for Production of Recombinant Hepatitis B Surface Antigen and Evaluation of Effective Factors on Its Expression
نام نخستين پديدآور
/علیرضا رحیمی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی شیمی و نفت
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۷
نام توليد کننده
، افشاری
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۲۱ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
مهندسی شیمی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۷/۱۰/۰۵
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
فرمانتاسیون مخمر پیچیا پاستوریس در تولید آنتیژن سطحی هپاتیتب نوترکیب به روش پیوسته طراحی و اجرا شد .پس از گذشت حدود ۴۸ ساعت از شروع فرآیند پیوسته، سیستم به حالت پایا رسید و تکثیر سلولی مخمر و تولید آنتیژن تا بیش از یک ماه تداوم پیدا نمود .در رابطهای نشان داده شد که سرعت ویژه مصرف متانول ( ((g/g/h)با ثابت سرعت ویژه رشد) ((۱/h)که در فرآیند پیوسته معادل نرخ رقیقسازی ((D(۱/h) است، رابطه مستقیم داشته و مستقل از دانسیته سلولی ((X(g/L)میباشد .مقادیر این پارامتر در فرآیند پیوسته کمتر از فرآیند فدبچ بوده است .با استفاده از متغیرهای سرعت ویژه رشد و سرعت ویژه مصرف متانول بهعنوان ورودی یک سیستم محاسباتی، میزان جریان متانول، مقادیر اجزاء محیط کشت و جریان ورودی آن و میزان سلول خروجی از فرمانتور محاسبه شد .محصولدهی حجمی ((Q(mg/L/h) از دو طریق افزایش دانسیته سلولی تا بالاتر از g/L ۴۵۰ و تغییر نرخ رقیقسازی از ۱/h ۰۰۹/۰ تا ۱/h ۰۴۱۷/۰ مورد بررسی قرار گرفت .از نرخ رقیقسازی ۱/h ۰۰۹/۰ تا ۱/h ۰۱۵/۰ محصولدهی ویژه() ، بازدهی آنتیژن نسبت به سلول(Yp/x) ، بازدهی آنتیژن نسبت به مصرف سوبسترا (Yp/s) و بازدهی آنتیژن نسبت به پروتئین کل (Yp/protein) سیر افزایشی داشته و در نرخ رقیقسازی بالاتر از آن روند کاهشی طی نمود .در نرخ رقیقسازی ۱/h ۰۱۵/۰ با زمان اقامت ۷۵ ساعت، مقادیر این پارامترها به ترتیبmg/g/h۰۰۹۴۷/۰ ،mg/g ۶۳۱/۰ ، mg/g ۵۲۹/۰ و mg/g ۳۱/۱۸ بوده است .بیشترین میزان بیان آنتیژن در همین نرخ رقیقسازی و با غلظت mg/L ۶/۲۸۳ بهدست آمد .در این نقطه محصولدهی حجمی به میزان mg/L/h ۲۵۴/۴ بیش از سه برابر فرآیند فدبچ آزمایشگاهی (mg/l/h ۳۸۰/۱) و با در نظر گرفتن Downtime عملیات فرمانتاسیون فدبچ (mg/L/h ۱۳۵/۱) حدود ۴ برابر بوده است .در نرخ رقیقسازی۱/h ۰۴۱۷/۰ ، با توجه به افزایش برداشت سلول، انتظار میرفت که محصولدهی حجمی بیش از مقادیر آن در نرخ رقیقسازی پایینتر از آن باشد، ولی بیان میزان کم آنتیژن در این شرایط مانع از تحقق این انتظار گردید .پس از بررسی محدوده میکروبی نمونهها در مقاطع زمانی مختلف، در هیچکدام از فرآیندها آلودگی در محیط کشت مشاهده نگردید .شمارش تعداد مخمر نمونهها نشان از یکنواختی تعداد سلولها در محدوده بین۱۰۷ ۱ تا۱۰۷ ۵در هر میلیگرم سلول داشته است .مقایسه نتایج تعیین توالی DNA ژنومی مربوط به نمونه روز آخر فرمانتاسیون پیوسته با توالی ثبت شده از آنتیژن سطحی هپاتیتب جدا شده از سویه مورد استفاده، نشاندهندهی همولوژی بالاتر از ۹۹ و عدم وقوع جهش سلولی بوده است .با توجه به نتایج بسیار رضایتبخش از محصولدهی چند برابری فرآیند پیوسته نسبت به فدبچ، انجام افزایش مقیاس فرآیند میتواند راهکاری مناسب در بهینهسازی و ارتقاء کمی و کیفی تولید آنتیژن سطحی هپاتیتب نوترکیب از طریق فرمانتاسیون پیوسته مخمر پیچیا پاستوریس باشد
متن يادداشت
The fermentation process of yeast Pichia pastoris was designed and carried out in the continuous operational mode for the production of recombinant hepatitis B surface antigens (rHBsAg). After about 48 hours the fermentation process reached steady state condition, and yeast cell proliferation and antigen production was sustained over a month. The obtained equation for the specific rate of methanol consumption -(g/g/h)- demonstrated a direct correlation between this variable and specific growth rate - (1/h)-, which in the continuous process equals to the dilution rate, D (1/h), and it was independent of the cell density. The value of the methanol consumption rate in the continuous fermentation process was less than the fed-batch one. Using the parameters of specific growth rate and specific methanol consumption rates, a calculation procedure was designed to obtain the values of methanol flow rate, medium composition, and total inlet and outlet flow rates. Volumetric productivity - (g/L/h)- was investigated via two methods of increasing cell density to above 450 g/L and adjusting the dilution rate from 0.009 1/h to 0.0417 1/h. By the increase of the dilution rate from 0.009 1/h to 0.015 1/h, the specific productivity -Q (mg/g/h), cell yield (Yp/x), substrate yield (Yp/s) and antigen yield (Yp/protein) -with reference to total protein- illustrated increasing trend, and by further increasing the dilution rate, the trend of decrease was observed. At the dilution rate of 0.015 1/h with the residence time of 75 h, the amount of these parameters was 0.00947 mg/g/h, 0.631 mg/g, 0.529 mg/g, and 18.31 mg/g respectively, and the highest amount of antigen with the average concentration of 283.6 mg/L was obtained. At this point, volumetric productivity with the value of 4.254 mg/L/h was 3 times higher than bench-scale fed-batch process (1.380 mg/L/h); by considering a downtime in the fed-batch process and the decrease of its volumetric productivity to 1.135 mg/L/h, this value was four times higher. At the dilution rate of 0.0417 1/h, due to the increase in the cell harvesting, it was anticipated that volumetric productivity would be higher than other continuous fermentation experiments with lower dilution rates. However, the low antigen expression results disapproved our assumption. Performing microbial contamination test for the collected samples at various time points, no contamination was observed in the culture media in any of the fermentation experiments. Counting P. pastoris cells of each sample indicated consistency in the number of cells in a range between 107 to 5*107 per milligram of yeast cells. Comparing the DNA sequencing results of P. pastoris in the last day of the continuous fermentation process with the DNA sequencing result of the working cell bank strain, a high homology of 99 was demonstrated, meaning no mutation had occurred during the process. Considering the significant results obtained by the continuous fermentation process, which its productivity was several times higher than to fed-batch process, increasing process scale of continuous fermentation of P. pastoris could be an appropriate next approach for optimizing and enhancing the quantitative and qualitative production of rHBsAg
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Continuous Fermentation of Pichia pastoris for Production of Recombinant Hepatitis B Surface Antigen and Evaluation of Effective Factors on Its Expression
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )