5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,简称ALA)是生物合成四吡咯的前体,而四吡咯是构成生物体必不可少的物质。ALA对人畜无毒性,在环境中易降解、无残留,是一种无公害的绿色农用化学品。在医学领域,ALA可作为抗癌药物的中间体,作为检验铅中毒的主要试剂。1999年12月,美国FDA正式批准ALA为治疗皮肤癌前期的光动力药物,ALA在治疗其它表皮癌症中的应用也得到了越来越多科学家的兴趣。作为第二代光动力药,ALA的显著优点是副作用小、渗透性好、疗效确切、对疾病的适用范围广及价格低等。 本文研究了利用重组代谢工程菌E coli BL21(DE3)(pET28-A.R-hemA)生产ALA发酵过程条件的优化。通过培养条件的优化实验,确定了最佳的诱导条件为:对数生长前期(约2h)诱导,IPTG添加量为0.05mM,诱导后培养温度为28国℃:最佳的前体初始浓度为:琥珀酸10g/L、甘氨酸2g/L、葡萄糖2g/L;最佳的抑制剂添加条件为:在对数生长末期(约8h)添加30mM乙酰丙酸(LA),可以有效增加ALA产量。此外,研究还发现:葡萄糖能抑制ALA的合成,适宜的培养液pH值应在线控制在6.5,高溶氧对ALA积累不利。考察了前体和抑制剂的补料策略,设计了分批补料的发酵罐发酵实验,经过分批补料,胞外ALA产量最高可达3.01g/L。