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雷帕霉素(Rapamycin,RAPA),又名西罗莫司(Sirolimus)是一种由吸水链霉菌(Str.hygroscopicus)或游动放线菌(Actinoplanes)产生的含氮三烯大环内酯类抗生素。其不仅能够抵抗真菌,还具有抗增殖和抗肿瘤的作用,是目前世界上最有前途的新型强效免疫抑制剂。其不仅能够用于器官移植中的抗排斥反应,还可用于治疗类风湿性关节炎等自身免疫性疾病,且其在延长哺乳动物生命周期以及制备强效流感疫苗等方面也表现出了一定的活性。这些特性决定了雷帕霉素在医药行业中必然具有广阔的应用前景。本课题以游动放线菌作为研究对象,主要从菌株的诱变选育与发酵工艺优化两个方面进行首先以游动放线菌BCLP-016为出发菌株,进行常压室温等离子体(ARTP)诱变,并根据菌株菌落形态进行初筛,经发酵复筛后,得到了一株正突变株ARTP-039,其雷帕霉素的产量可达到369.39 mg/L,较出发菌株BCLP-016的产量256.86 mg/L,提高了 43.81%,其菌落形态为盆地形凸起。然后以ARTP-039作为出发菌株,对其进行紫外诱变,并结合核糖体工程的原理选取了链霉素、庆大霉素、利福平、氯霉素和红霉素五种抗性物质,对突变株进行抗性初筛。并最终筛选得到了一株雷帕霉素高产菌株St8+Gen6+Rif9+Ch13+Er4-015,该菌株同时具有五种抗性。该菌株的摇瓶实验结果表明,发酵7d后,其雷帕霉素的产量可达到589.79 mg/L,较出发菌株BCLP-016的产量,提高了 129.61%,且其遗传稳定性良好。其后以菌株St8+Gen6+Rif9+Ch13+Er4-015作为研究对象,对其发酵工艺进行了优化。首先通过单因素实验以及响应面优化的方法,对其发酵培养基进行了优化,得到的最佳培养基配方为:葡萄糖32.71 g/L,玉米淀粉12.33 g/L,黄豆饼粉37.69 g/L,玉米浆3.94 g/L,酵母粉3 g/L,硫酸亚铁1.9 g/L,硫酸镁2.5 g/L,L-赖氨酸盐酸盐7 g/L,酪氨酸2 g/L,碳酸钙4g/L,pH7.0-7.2。经发酵验证,雷帕霉素的产量可达到999.52 mg/L,比优化之前的产量589.79 mg/L提高了 69.47%。然后在此基础上对摇床上的发酵工艺进行了优化,得到最适的发酵培养条件为:装液量70 mL,接种量9%,氨基酸类物质的添加时间为发酵0 h。最后对5 L发酵罐上的发酵条件进行了初步摸索,在装液系数为60%的5 L发酵罐中,通气比为1:1(vvm),罐压为0.03 MPa的发酵条件下,确定了溶氧30%与转速串联(200 r/min-500 r/min),发酵中期当pH自然下降到6.5时,将pH稳定在6.5的初步发酵工艺。在优化的发酵条件下,雷帕霉素的产量可达到992.56 mg/L,虽然略低于摇床产量,但比不控制pH的产量676.89 mg/L,提高了 46.64%