响应面法优化达托霉素发酵培养基的研究

宇光海，尹艳丽，张 垚

(河南工业大学生物工程学院生物工程系,河南 郑州 450001)

达托霉素(DAP)属于A21978C家族，是一种含有13个氨基酸的大环脂肽类抗生素，在玫瑰孢链霉菌中以非核糖体蛋白合成酶(Non-ribosomal peptide synthetase,NRPS)机制合成，具有依赖于Ca2+破坏病菌细胞膜的新型作用，因此对许多耐药病菌具有显著的治疗作用[1～4]。达托霉素具有在体外抗绝大多数临床革兰氏阳性菌的作用，对于一些可选择的抗生素很少的耐药菌，如耐万古霉素的肠球菌(VRE)、耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)、糖肽类敏感的金黄色葡萄球菌(GISA)、凝固酶阴性的葡萄球菌(CNS)和耐青霉素的肺炎链球菌(PRSP)等的感染具有有效的杀菌和抑菌效果[5]。达托霉素2003年被FDA批准用来治疗由革兰氏阳性菌引起的皮肤和皮肤结构感染,2006年被FDA批准用来治疗由革兰氏阳性菌引起的菌血症和由耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)引起的右侧心内膜炎[5]。因此，达托霉素已成为21世纪最具潜力和应用价值的抗生素之一，其医学价值、社会影响力与日俱增，市场前景广阔。但仍存在产量低、成本高的问题。因此，提高达托霉素的产量迫在眉睫。

发酵培养基的组成对于目的产物的形成有着显著的影响。对发酵培养基进行优化，可以显著提高目的产物产量[6，7]。近年来培养基优化方法已经由传统的耗时耗力的非统计优化方法逐渐发展为统计优化方法，其中最为常用的是Plackett-Burman 设计、最陡爬坡设计与响应面设计相结合的优化方法。Plackett-Burman 设计从多种因素中筛选出主要影响因子[8]，最陡爬坡设计使主要因子的水平接近响应面最大值，响应面设计最后确定因素的最优值[9]。……