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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2001.tde-17092002-114451
Documento
Autor
Nome completo
Marcelo Rossi
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2001
Orientador
Banca examinadora
Kilikian, Beatriz Vahan (Presidente)
Bartolini, Paolo
Pereira Junior, Nei
Título em português
Desenvolvimento do processo de cultivo de Escherichia coli RR1.
Palavras-chave em português
Escherichia coli
meio de cultivo
proteína recombinante
síntese de hormônio de crescimento humano (hGH)
Resumo em português
No presente trabalho, cultivou-se o microrganismo Escherichia coli RR1, contendo o vetor que carrega o gene estrutural para a síntese do hormônio de crescimento humano (hGH) (baseado no promotor pL e pR do fago l sob controle do repressor termosensível cI857) em processos descontínuo e descontínuo-alimentado realizados em biorreatores com capacidade útil de 2 e 4 L. Tal cepa é auxotrófica com relação aos aminoácidos l-leucina e l-prolina e à tiamina (vitamina B1). Nos cultivos descontínuos com concentrações menores de extrato de levedura e bactotriptona em relação ao meio denominado basal, a concentração celular foi baixa, atingindo 2,4 g.L-1, com fator de conversão glicose à células de 0,25 g.g-1. Em cultivos descontínuos com aumento (em relação ao meio basal) da concentração de extrato de levedura e de bactotriptona e com adição de l-prolina, a concentração celular alcançou valores da ordem de 5,9 g.L-1 e fator de conversão glicose à células de 0,48 g.g-1, simultaneamente à maior formação de acetato (2,5 g.L-1), este último prejudicial ao processo. Contudo, este resultado de crescimento celular não se repetiu devido a mudança do lote de células utilizado entre o primeiro e o segundo conjunto de ensaios. Os cultivos descontínuos-alimentados foram realizados com diferentes formas de alimentação bem como diferentes composições de solução de alimentação. Uma alimentação contínua com velocidade exponencial e composição semelhante à do meio, pareceu ser a mais favorável, levando à concentração celular final de 9,2 g.L-1 e fator de conversão glicose a células, na fase descontínua-alimentada, de 0,36 g.g-1. Os ensaios com indução térmica não foram eficientes provavelmente devido à problemas na detecção das concentração de glicose existente no instante inicial da ativação da síntese do hGH. Esta glicose presente pode ter prejudicado a formação do hGH por conseqüência do processo fermentativo causado pelo aumento da temperatura e pela presença de elevada concentração de nutrientes complexos. O meio de cultivo utilizado possivelmente não supriu as necessidades metabólicas da célula para a síntese do hormônio de crescimento humano e em nenhum dos cultivos com indução térmica houve a produção de hGH.
Título em inglês
Escherichia coli RR1 culture process development.
Palavras-chave em inglês
culture medium
heterologous protein
human growth hormone synthesis
Resumo em inglês
In the present work, the host Escherichia coli RR1, having the vector with the structural gene for human growth hormone (hGH) synthesis, based on pL or pR promoters from bacteriophage l under the control of the thermosensitive repressor cI857, was cultivated in batch and fed-batch cultures in bioreactors with working volumes of 2 and 4 L. This host has amino acids (l-leucine and l-proline) and thiamine (Vitamin B1) auxotrophy. Batch cultures under low yeast extract and bacto-tryptone concentrations (relative to the basal medium) resulted in a low biomass yield (2.4 g.L-1) and cell yield on glucose (0.25 g.g-1). Increasing these concentrations and adding l-proline to the medium led to higher biomass formation (5.9 g.L-1), cell yield on glucose (0.48 g.g-1) and acetate high levels (2.5 g.L-1), which were harmful to the process. However, these results of cellular growth were not reproducible due to different cell stocks applied. The fed-batch cultures were performed under different feeding strategies and different nutrients concentrations of the feeding solution. A continuous exponential feeding rate with growth medium-like composition seemed to be the most favorable, reaching final cellular concentration of 9.2 g.L-1 and yield on glucose on fed-batch mode of 0.36 g.g-1. The heat-shock runs were not efficient probably due to problems in detection of glucose concentration existing on initial instant of hGH activation synthesis. Glucose interferes with the hGH synthesis because the fermentation caused by temperature shift and presence of high complex nutrients concentration. The culture medium used, probably was not able to supply cell metabolic needs for the human growth hormone synthesis and in no other temperature-induced experiment the hGH production was observed.
 
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Data de Publicação
2002-12-10
 
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