[发明专利]使用进料速率变化的芽孢杆菌工业发酵工艺

说明书

本发明涉及工业发酵领域。特别地，本发明涉及培养芽孢杆菌属宿主细胞的方法，包括以下步骤：(a)用包含编码感兴趣蛋白质的基因的表达构建体的芽孢杆菌属宿主细胞接种发酵培养基，第一培养阶段，在有利于芽孢杆菌属宿主细胞生长和感兴趣蛋白质表达的条件下，在所述发酵培养基中培养芽孢杆菌属宿主细胞，其中芽孢杆菌属宿主细胞的培养包括加入至少一种进料溶液并且其中所述至少一种进料溶液以增加速率提供碳源，和(c)第二培养阶段，在有利于芽孢杆菌属宿主细胞生长和感兴趣蛋白质表达的条件下培养步骤(b)获得的芽孢杆菌属宿主细胞培养物，其中培养包括加入至少一种进料溶液并且其中所述至少一种进料溶液以恒定速率、渐减的速率或低于步骤(b)的速率的渐增的速率提供碳源，其中所述恒定速率或所述渐减的速率的起始速率或低于步骤(b)的速率的渐增的速率的起始速率低于第一培养阶段的最大速率。进一步考虑的是通过所述方法可获得的芽孢杆菌属宿主细胞培养物。

技术领域

本发明涉及工业发酵领域。特别地，本发明涉及用于培养芽孢杆菌属宿主细胞的方法，包括以下步骤：(a)用芽孢杆菌属宿主细胞接种发酵培养基，所述芽孢杆菌属宿主细胞包含编码感兴趣的蛋白质的基因的表达构建体，第一培养阶段，在有利于芽孢杆菌属宿主细胞生长和感兴趣的蛋白质表达的条件下，在所述发酵培养基中培养芽孢杆菌属宿主细胞，其中所述芽孢杆菌属宿主细胞的培养包括加入至少一种进料溶液并且其中所述至少一种进料溶液以渐增的速率提供碳源，及(c)第二培养阶段，在有利于芽孢杆菌属宿主细胞生长和感兴趣的蛋白质表达的条件下培养步骤(b)中获得的芽孢杆菌属宿主细胞培养物，其中所述培养包括加入至少一种进料溶液并且其中所述至少一种进料溶液以恒定速率、渐减的速率或以小于步骤(b)的速率的渐增的速率提供碳源，其中所述恒定速率或所述渐减的速率的起始速率或所述小于步骤(b)的速率的渐增的速率的起始速率低于第一培养阶段的最大速率。进一步考虑的是通过所述方法可获得的芽孢杆菌属宿主细胞培养物。

背景技术

微生物被广泛用作工业主力以生产感兴趣的产物，尤其是蛋白质，特别是酶。感兴趣的产物的生物技术生产通过发酵和随后的产物纯化进行。如芽孢杆菌属物种等微生物能够将大量产物分泌到发酵液中。与细胞内生产相比，这允许简单的产物纯化过程并解释了芽孢杆菌属在工业应用中的成功。

使用微生物的工业生物工艺过程通常在尺寸超过50m³的大规模生产生物反应器中进行。对于在所述大规模生物反应器中的发酵过程，通常在生物反应器中接种发酵液是用芽孢杆菌属细胞的预培养物进行。可以通过在较小的种子发酵罐中培养芽孢杆菌属细胞来获得预培养物。

大规模发酵过程通常包含在允许生长和待生产的感兴趣的蛋白质表达的条件下培养接种的芽孢杆菌属细胞。通常，使芽孢杆菌属细胞在复合或确定的发酵培养基中生长，并且在培养期间以恒定量或不同量补充碳源。

已经报道了不同的方法旨在增加在大规模生物反应器中在所述培养期间由芽孢杆菌属细胞产生的感兴趣的蛋白质的产量。这些方法涉及，例如培养基组成成分的变化。在限碳补料分批发酵中，碳源加入速率(也称为碳进料速率)决定了比底物吸收速率/生物质质量和生物质的比生长速率。因此，其它方法涉及比底物吸收和生长速率的增加。但是，本领域中尤其是为了降低包涵体形成的可能性而降低温度(Hashemi 2012，Food BioprocessTechnol 5：1093-1099；Wenzel 2011，Applied and Environmental Microbiology77：6419-6425)。

然而，非常需要在大规模工业发酵过程中进一步提高产量的方法。

发明内容

本发明的技术问题可视为提供满足上述需求的手段和方法。它可以通过权利要求和下文中表征的实施方案来解决。

本发明涉及用于培养芽孢杆菌属宿主细胞的方法，包括以下步骤：

(a)用芽孢杆菌属宿主细胞接种发酵培养基，所述芽孢杆菌属宿主细胞包含编码感兴趣的蛋白质的基因的表达构建体，