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NOPH
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ImprovementofporcineinterferonαproductionbyPichiapastorisand
NADHreutilizationeficiencyusingmethanol/sorbitolcofeedingstrategy
DAIKeke1,DONGShijuan2,YURuisong2,SHIZhongping1
(1.KeyLaboratoryofIndustrialBiotechnologyoftheMinistryofEducation,SchoolofBiotechnology,
JiangnanUniversity,Wuxi214122,China;2.InstituteofAnimalVeterinarymedicine,
AcademyofAgriculturalScienceofShanghai,Shanghai201106,China)
Abstract:Theefectsofmethanol/sorbitolcofeedingstrategyonporcineinterferonα(pIFNα)produc
tionbyrecombinantPichiapastorisandtherelevantenergy(NADH)regenerationeficiencyduringinduc
tionphasewereinvestigatedina10LfermentorTheresultsshowedthatmethanol/sorbitolcofeeding
weakenedthemethanolmetabolismincelsandrelievedaccumulationofthetoxicintermediatemetabo
lites(formaldehyde,H2O2,etc.).Comparedwith30℃ puremethanolinductionstrategy(maximum
pIFNαantiviralactivity10×104IU/mL)and20℃ lowtemperaturepuremethanolinductionstrategy
(maximumpIFNαantiviralactivity14×106IU/mL),methanol/sorbitolcofeedingstrategyandsorbi
tolfeedingrateat0785g/(L·h)couldimprovepIFNαantiviralactivity,andthehighestpIFNαanti
viralactivityreached18×107IU/mLInaddition,thetargetedproteindegradationwasalsorelieved
whenusingthecofeedingstrategy.Withthecofeedingstrategy,theresistantabilityagainsthighmetha
nolconcentrationofthefermentationprocesswasenhancedforensuringthefermentationstability.Using
thecofeedingstrategy,energyutilizationratewasimprovedandNADHreutilizationeficiencywasraised
from29% to84%
Keywords:sorbitol;Pichiapastoris;porcineinterferonα
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(1)
O2(t)。
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6
ÔÕZÖ
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Fig.6 SimplifiedmetabolicandenergypathwaysforpIFNαproductionby
pichiapastorisondiferentinductionstrategies
CH3OH(MeOH)+
1
2O2→CH2O+H2O
r(1)O2(T,t)=
1
2rMeOH(T,t) (2)
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、
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PathwayA、C
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NADH
¸
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ATP,
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r(2)O2(t)、r
(3)
O2(t)。yWQ§¨=7äFs
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P/O
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。
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OUR、
CER
w
(2)~(10),
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NADH
7´/ö
`µ¶η。
C6H14O6+11NAD
++4ADP+4Pi+2FAD →+
11NADH+4ATP+2FADH2+6CO2 (3)
06
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10
"
1
2O2+NADH+(P/O)ADP →
Pi
(P/O)ATP+NAD++H2O (4)
r(2)O2 +r
(3)
O2 =OUR(T,t)-r
(1)
O2 (5)
r(C1)NADH(T,t)=2r
(2)
O2 (6)
r(C2)NADH(T,t)=2r
(3)
O2 (7)
r(F1)NADH(T,t)=2r
(1)
CO2 =
2(CER(T,t)-rCO2)
(2) (8)
r(F2)NADH(T,t)=
11
6r
(2)
CO2 =11rsor(T,t) (9)
η=
r(C)NADH(T,t)
r(F)NADH(T,t)
r(C1)NADH +r
(C2)
NADH
r(F1)NADH +r
(F2)
NADH
=
2OUR(T,t)-rMeOH(T,t)
2CER(T,t)-rsor(T,t)
(10)
V
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,
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30℃
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。r(C)NADH(t)w r
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;rsor(t)wrMeOH(t)~&£¤4
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;rO2(t)&*äÒ¶,HOUR
(
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NADH
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,
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1
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1
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Table1 Cofactorregenerationeficiencyandotherrelatedparametersondiferentinductionstrategies
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(g·L-1·h-1)
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t/h
rMeOH(t)/
(mmol·L-1·h-1)
rsor(t)/
(mmol·L-1·h-1)
r(C)NADH(t)/
(mmol·L-1·h-1)
r(F1)NADH(t)/
(mmol·L-1·h-1)
r(F2)NADH(t)/
(mmol·L-1·h-1)
η
20 894 112 565 020
0 40 928 86 575 015
60 860 141 584 024
20 780 27 340 280 297 059
0390 40 586 31 530 300 335 083
60 540 34 575 255 374 090
20 1926 48 657 706 528 053
0785 40 976 55 1230 660 605 097
60 900 55 1098 505 605 098
20 1520 90 1080 328 982 082
1437 40 785 103 1520 423 1133 097
60 780 100 1323 300 1101 094
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1
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NADH
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NADH
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