項目37泰樂菌素原料藥產(chǎn)業(yè)化開發(fā)

1、項目 37 泰樂菌素原料藥產(chǎn)業(yè)化開發(fā)需求單位： 湖北回盛生物科技有限公司需求描述：1、基因工程菌改造泰樂菌素合成基因及其表達調(diào)控直接決定了生產(chǎn)菌種的優(yōu)劣和產(chǎn)量。在現(xiàn)有條件下想要進一步優(yōu)化菌種，提高菌種合成泰樂菌素的能力，借助基因工程對菌種進行改造是一條可選的方向。因此，借助高質(zhì)量的平臺和人才可實現(xiàn)這一目標(biāo)的突破。高通量菌種篩選目前采用的傳統(tǒng)篩選方法主要技術(shù)路線是菌液稀釋涂布、平板培養(yǎng)、單菌落擴培、種子培養(yǎng)、發(fā)酵搖瓶培養(yǎng)、液相檢測；該方法工作量大、周期長、篩選概率低，不能夠高效、快速的進行菌種篩選，是目前菌種篩選工作的一大難點。高通量菌種篩選技術(shù)可實現(xiàn)高產(chǎn)細胞的準(zhǔn)確、快速識別，可以在不了解微生物

2、遺傳背景的前提下實現(xiàn)菌種的高效篩選。3、泰樂菌素代謝調(diào)控機制泰樂菌素詳細的代謝調(diào)控機制目前報道較少，弄清楚代謝調(diào)控機制將為基因改造及發(fā)酵過程優(yōu)化提供理論依據(jù)和參考。4、發(fā)酵過程優(yōu)化與放大在現(xiàn)有的培養(yǎng)條件下，菌種前期生長正常，進入穩(wěn)定期后菌濃持續(xù)40%，發(fā)酵液較粘稠，溶氧持續(xù)下降。為了控制溶氧，風(fēng)量及轉(zhuǎn)速持續(xù)上升，同時進行補水稀釋菌濃；發(fā)酵中后期溶氧無法控制并持續(xù)跌零，導(dǎo)致泰樂菌素的生物合成受影響。已知泰樂菌素在發(fā)酵過程中需要補油、補水、補硝酸銨、補堿，但具體的關(guān)鍵控制點、控制參數(shù)及補料工藝目前還處于摸索階段，現(xiàn)階段的小試工藝還不成熟，放罐水平及A組分純度不高，放罐時D組分占比8%-12%，需要

3、進行工藝控制降低D組分的含量。小試（50L-100L）工藝穩(wěn)定后需要放大中試并逐級放大到生產(chǎn)，在逐級放大的過程中由于設(shè)備、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)體系等的差異往往會出現(xiàn)放大后發(fā)酵水平降低的情況，因此，借助發(fā)酵過程優(yōu)化與放大技術(shù)將有效穩(wěn)定生產(chǎn)工藝，逐級放大后發(fā)酵水平穩(wěn)定且達到生產(chǎn)預(yù)期。5、泰樂菌素后提取工藝優(yōu)化與放大泰樂菌素后提取的大致工藝路線是：發(fā)酵液預(yù)處理板框過濾膜過濾濃縮萃取反萃取中和脫色脫溶納濾濃縮干燥包裝。具體的控制參數(shù)、關(guān)鍵控制點還不清楚，正處于前期的摸索階段。目前，國內(nèi)泰樂菌素的提取收率大約在70%，A組分純度在88%-92%，優(yōu)化傳統(tǒng)的提取工藝，提高收率，提高效率，提高成品質(zhì)量，將有力提升

4、行業(yè)核心競爭力。通過以上5個方面的技術(shù)突破，預(yù)期達到以下主要目標(biāo)：泰樂菌素A組分發(fā)酵水平較現(xiàn)目前產(chǎn)業(yè)化水平提高20%，放罐純度88%。提純后泰樂菌素A組分92%，D組分3.5%，A+B+C+D95%。替換有機溶劑提取，或降低有機溶劑使用量，降低環(huán)保風(fēng)險。該技術(shù)的解決將取得以下重大意義：突破泰樂菌素現(xiàn)有發(fā)酵水平的瓶頸，提高生產(chǎn)力。提高泰樂菌素成品質(zhì)量，提高產(chǎn)品核心競爭力。打破行業(yè)壟斷，促進動保領(lǐng)域產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高經(jīng)濟效益，保障我國食品安全。項目研究內(nèi)容包括： 項目技術(shù)方案：1、弗氏鏈霉菌的組學(xué)研究通過基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等整合組學(xué)研究，確定泰樂菌素的合成基因簇及其表達調(diào)控的

5、分子基礎(chǔ)，鑒定泰樂菌素生物合成的限速酶、正負表達調(diào)控因子和泰樂菌素耐受基因，確定相關(guān)代謝產(chǎn)物成分的分布。2、泰樂菌素合成基因的優(yōu)化改造利用基因敲除和過表達技術(shù)鑒定泰樂菌素合成途徑中的關(guān)鍵限速酶，利用DNA shuffling和基因編輯等技術(shù)對限速酶進行改造，篩選高活性合成限速酶。3、泰樂菌素合成代謝調(diào)控的優(yōu)化改造泰樂菌素的合成途徑存在多種調(diào)控機制，通過敲除負調(diào)控基因或/和過表達正調(diào)控基因，提高泰樂菌素的合成水平及泰樂菌素A組分的產(chǎn)量。4、泰樂菌素耐受基因的改造生產(chǎn)后期，大量泰樂菌素的積累對工程菌株有明顯抑制作用。通過對泰樂菌素耐受基因的遺傳改造，提高工程菌株的泰樂菌素耐受能力和泰樂菌素產(chǎn)量。5

6、、泰樂菌素高產(chǎn)菌株的構(gòu)建與中試通過以上改造和優(yōu)化，構(gòu)建穩(wěn)定、高產(chǎn)的泰樂菌素工程菌株，并進行泰樂菌素中試生產(chǎn)；通過發(fā)酵、提取等生產(chǎn)工藝優(yōu)化達到相關(guān)項目指標(biāo)。對揭榜方要求：揭榜方除滿足通知中共性要求外，還應(yīng)滿足以下個性化要求：1、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)職稱要求：教授學(xué)歷要求：博士所屬領(lǐng)域要求：微生物代謝工程領(lǐng)域，通過研究鏈霉菌次級代謝合成、調(diào)控及抗性機制，明確泰樂菌素生物合成機理，為基因改造及發(fā)酵過程優(yōu)化提供理論依據(jù)和參考。2、武漢大學(xué)職稱要求：教授學(xué)歷要求：博士所屬領(lǐng)域要求：基因工程領(lǐng)域，通過代謝工程和組合生物合成研究放線菌生物合成抗生素，即利用基因工程技術(shù)，有目的地對細胞代謝途徑進行精確的修飾或改造，以提高微生物代謝合成抗生素的產(chǎn)量。3、湖北工業(yè)大學(xué)職稱要求：教授學(xué)歷要求：博士所屬領(lǐng)域要求：微生物發(fā)酵工程領(lǐng)域，通過發(fā)酵過程優(yōu)化與放大技術(shù)逐步明確關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)、關(guān)鍵控制點及關(guān)鍵技術(shù)路線，穩(wěn)定提高泰樂菌素發(fā)酵水平并逐級放