2024年4月13日发(作者：燕麦)
重组人SOD工程菌发酵表达条件的优化探析
目的：对重组人SOD工程菌发酵表达条件进行优化探析。方法：对人超氧
化物歧化酶工程菌的LB培养基进行优化重组，方式为正交试验，并确定培养基
的最佳配置比例。结果：人超氧化物歧化酶工程菌的LB培养基的最佳配置比例
为：氯化钠10，葡萄糖1，酵母膏5，蛋白胨12。对基因工程菌的发酵条件进行
优化，诱导表达为2-3小时，诱导温度为42℃，菌体密度（D600）为0.55-1.4，
培养基初始pH为6.5-7.5，装液量为20%。目的蛋白绝对表达量为优化前的2.4
倍，相对表达量提高了16%，自26%提高到42%。结论：重组人SOD工程菌发
酵表达条件获得优化，有利于生产控制和降低成本。
标签：人SOD工程菌；发酵表达条件；优化探析
超氧化物歧化酶（SOD）是一种金属酶，能够有效清除人体内部的氧自由基
在对抗肿瘤、衰老、炎症、辐射等危害人体的各类有害元素方面效果顯著，在微
生物和动植物中具有非常普遍的存在。重组人源性SOD可以防止异源SOD进行
药物使用时发生的免疫反应。
1资料与方法
1.1一般资料 仪器：由北京六一仪器厂生产的WD-9413B型凝胶成像分析
系统，由Bio-Rad公司生产的Model250/2.5型电泳仪。试剂：由Sigma公司生产
的N，N-亚基双丙烯酰胺，由BBI公司生产的丙烯酰胺，由北京化工厂生产的
葡萄糖，由上海天鹅啤酒有限公司生产的国产酵母浸出汁，由北京奥博星生物技
术责任公司生产的国产蛋白胨，由Oxoid公司生产的酵母提取物和进口蛋白胨，
初次之外的试剂均有国内生产。由本实验室构建的基因工程菌DH5α，该工程菌
中含有重组质粒Ptk-rhSOD。LB培养基/g.L-1： pH7.0-7.5，氯化钠10，酵母膏
5，蛋白胨12，分装后在121℃高压温度下进行持续20分钟的灭菌处理[1]。
1.2方法
1.2.1培养和检测菌体的方法 选择完成转化的单菌落然后在无菌环境下将
单菌落接种到含有氨苄青霉素（25μg /ml）的5毫升LB培养基试管中，制成一
级种子液，条件为在温度为30℃的环境中振荡培养过夜。然后在无菌环境下将
一级种子液接种到含有氨苄青霉素的2000毫升LB培养基试管中，条件为在温
度为30℃的环境中振荡培养过夜，一级种子液的接种比例为1.5：200。选择完
成转化的单菌落然后在无菌环境下将单菌落接种到容量为10ml/50ml的进口LB
培养基摇瓶中，在温度为30℃的环境中振荡培养过夜。然后依据3%的接种量于
次日将其转接至容量为10ml/50ml的进口LB培养基摇瓶中，在温度为35℃的环
境中振荡培养过夜，当菌体D600至0.4-0.6时，转至42℃进行3.5小时诱导表达。
取0.5毫升菌液，适当稀释国产材料LB培养基，并对D600进行测定。稀释菌
液至D600为0.7左右，取出1毫升菌液进行持续2分钟的离心处理，将上清液
废弃不用，将50μl SDS×2还原样品液和50μl水加入到菌体沉淀中，并使各种物
质混匀，混匀方式和时间为涡旋混匀，时间持续1分钟，然后进行5分钟沸水浴，
进行30秒离心，混匀后采用SDS-PAGE对20μl样品液进行表达检测。目的蛋白
与菌密度相对表达量的成绩即为绝对表达量，菌体所有蛋白中目的蛋白的占有量
即为相对表达量[2]。
1.2.2优化培养基配比 将10毫升种子液接入到10毫升国产材料LB培养基
和10毫升进口材料LB培养基中，按照上述方法诱导1表达，进口材料LB培养
基的表达量为35%大于国产材料LB培养基的表达量25%。胰蛋白胨和进口酵母
粉配置的培养基溶液清澈，取得了较好的质量，采用国产蛋白胨和酵母膏进行培
养基配置时，培养基有沉淀物，且溶液颜色浑浊，除此之外，进口培养基的细菌
在表达和生长方面均优于产培养基，但是由于进口材料存在着价格高昂的缺点，
无法被大量应用到工业化生产中。为了使1的表达量获得提高，本次研究中对国
产LB培养基的成分配比进行改善和优化。菌体只有具备了合适的碳氢比才能生
长与表达，氮源来自酵母膏和蛋白胨，因而，将速效碳源葡萄糖加入到培养基中。
结果显示1g/L葡萄糖、5g/L酵母膏和12g/L蛋白胨为最佳配方组合[3]。
1.2.3优化发酵和表达条件 培养基初始pH为6.5-7.5时菌株长势较好，根据
目标蛋白表达量和菌株生长情况，装液量为20%时为最佳，菌体密度（D600）
为0.55-1.4时能够获得最好的升温表达，诱导温度为42℃，诱导时间为2-3小时
时，能够有效降低成本。目的蛋白绝对表达量为优化前的2.4倍，相对表达量提
高了16%，自26%提高到42%。
2结果
人超氧化物歧化酶工程菌的LB培养基的最佳配置比例为：氯化钠10，葡萄
糖1，酵母膏5，蛋白胨12。对基因工程菌的发酵条件进行优化，诱导表达为2-3
小时，诱导温度为42℃，菌体密度（D600）为0.55-1.4，培养基初始pH为6.5-7.5，
装液量为20%。目的蛋白绝对表达量为优化前的2.4倍，相对表达量提高了16%，
自26%提高到42%。
3讨论
基因工程菌的生长情况和蛋白表达量受培养基营养组成成分的影响，改善和
优化国产材料培养基配比，得到结论为1g/L葡萄糖、5g/L酵母膏、10g/L氯化
钠和12g/L蛋白胨为最佳配方组合， D600为1.95小时时，工程菌具有最高的
绝对表达量，因此，工程菌菌体密度（D600）为0.55-1.4时能够获得最佳升温表
达。
参考文献
[1]顾雅君.国产和进口培养基发酵培养重组人SOD工程菌的比较研究[J].中
国医药生物技术，2010，16（20）：144-145.
[2]刘建荣.重组人SOD工程菌发酵表达条件的优化[J].中国医药工业杂志，
2011，29（23）：118-119.
[3]赵晓瑜.重组人超氧化物歧化酶包涵体的复性和纯化[J].中国医药工业杂
志，2010，17（30）：174-175.
2024年4月13日发(作者：燕麦)
重组人SOD工程菌发酵表达条件的优化探析
目的：对重组人SOD工程菌发酵表达条件进行优化探析。方法：对人超氧
化物歧化酶工程菌的LB培养基进行优化重组，方式为正交试验，并确定培养基
的最佳配置比例。结果：人超氧化物歧化酶工程菌的LB培养基的最佳配置比例
为：氯化钠10，葡萄糖1，酵母膏5，蛋白胨12。对基因工程菌的发酵条件进行
优化，诱导表达为2-3小时，诱导温度为42℃，菌体密度（D600）为0.55-1.4，
培养基初始pH为6.5-7.5，装液量为20%。目的蛋白绝对表达量为优化前的2.4
倍，相对表达量提高了16%，自26%提高到42%。结论：重组人SOD工程菌发
酵表达条件获得优化，有利于生产控制和降低成本。
标签：人SOD工程菌；发酵表达条件；优化探析
超氧化物歧化酶（SOD）是一种金属酶，能够有效清除人体内部的氧自由基
在对抗肿瘤、衰老、炎症、辐射等危害人体的各类有害元素方面效果顯著，在微
生物和动植物中具有非常普遍的存在。重组人源性SOD可以防止异源SOD进行
药物使用时发生的免疫反应。
1资料与方法
1.1一般资料 仪器：由北京六一仪器厂生产的WD-9413B型凝胶成像分析
系统，由Bio-Rad公司生产的Model250/2.5型电泳仪。试剂：由Sigma公司生产
的N，N-亚基双丙烯酰胺，由BBI公司生产的丙烯酰胺，由北京化工厂生产的
葡萄糖，由上海天鹅啤酒有限公司生产的国产酵母浸出汁，由北京奥博星生物技
术责任公司生产的国产蛋白胨，由Oxoid公司生产的酵母提取物和进口蛋白胨，
初次之外的试剂均有国内生产。由本实验室构建的基因工程菌DH5α，该工程菌
中含有重组质粒Ptk-rhSOD。LB培养基/g.L-1： pH7.0-7.5，氯化钠10，酵母膏
5，蛋白胨12，分装后在121℃高压温度下进行持续20分钟的灭菌处理[1]。
1.2方法
1.2.1培养和检测菌体的方法 选择完成转化的单菌落然后在无菌环境下将
单菌落接种到含有氨苄青霉素（25μg /ml）的5毫升LB培养基试管中，制成一
级种子液，条件为在温度为30℃的环境中振荡培养过夜。然后在无菌环境下将
一级种子液接种到含有氨苄青霉素的2000毫升LB培养基试管中，条件为在温
度为30℃的环境中振荡培养过夜，一级种子液的接种比例为1.5：200。选择完
成转化的单菌落然后在无菌环境下将单菌落接种到容量为10ml/50ml的进口LB
培养基摇瓶中，在温度为30℃的环境中振荡培养过夜。然后依据3%的接种量于
次日将其转接至容量为10ml/50ml的进口LB培养基摇瓶中，在温度为35℃的环
境中振荡培养过夜，当菌体D600至0.4-0.6时，转至42℃进行3.5小时诱导表达。
取0.5毫升菌液，适当稀释国产材料LB培养基，并对D600进行测定。稀释菌
液至D600为0.7左右，取出1毫升菌液进行持续2分钟的离心处理，将上清液
废弃不用，将50μl SDS×2还原样品液和50μl水加入到菌体沉淀中，并使各种物
质混匀，混匀方式和时间为涡旋混匀，时间持续1分钟，然后进行5分钟沸水浴，
进行30秒离心，混匀后采用SDS-PAGE对20μl样品液进行表达检测。目的蛋白
与菌密度相对表达量的成绩即为绝对表达量，菌体所有蛋白中目的蛋白的占有量
即为相对表达量[2]。
1.2.2优化培养基配比 将10毫升种子液接入到10毫升国产材料LB培养基
和10毫升进口材料LB培养基中，按照上述方法诱导1表达，进口材料LB培养
基的表达量为35%大于国产材料LB培养基的表达量25%。胰蛋白胨和进口酵母
粉配置的培养基溶液清澈，取得了较好的质量，采用国产蛋白胨和酵母膏进行培
养基配置时，培养基有沉淀物，且溶液颜色浑浊，除此之外，进口培养基的细菌
在表达和生长方面均优于产培养基，但是由于进口材料存在着价格高昂的缺点，
无法被大量应用到工业化生产中。为了使1的表达量获得提高，本次研究中对国
产LB培养基的成分配比进行改善和优化。菌体只有具备了合适的碳氢比才能生
长与表达，氮源来自酵母膏和蛋白胨，因而，将速效碳源葡萄糖加入到培养基中。
结果显示1g/L葡萄糖、5g/L酵母膏和12g/L蛋白胨为最佳配方组合[3]。
1.2.3优化发酵和表达条件 培养基初始pH为6.5-7.5时菌株长势较好，根据
目标蛋白表达量和菌株生长情况，装液量为20%时为最佳，菌体密度（D600）
为0.55-1.4时能够获得最好的升温表达，诱导温度为42℃，诱导时间为2-3小时
时，能够有效降低成本。目的蛋白绝对表达量为优化前的2.4倍，相对表达量提
高了16%，自26%提高到42%。
2结果
人超氧化物歧化酶工程菌的LB培养基的最佳配置比例为：氯化钠10，葡萄
糖1，酵母膏5，蛋白胨12。对基因工程菌的发酵条件进行优化，诱导表达为2-3
小时，诱导温度为42℃，菌体密度（D600）为0.55-1.4，培养基初始pH为6.5-7.5，
装液量为20%。目的蛋白绝对表达量为优化前的2.4倍，相对表达量提高了16%，
自26%提高到42%。
3讨论
基因工程菌的生长情况和蛋白表达量受培养基营养组成成分的影响，改善和
优化国产材料培养基配比，得到结论为1g/L葡萄糖、5g/L酵母膏、10g/L氯化
钠和12g/L蛋白胨为最佳配方组合， D600为1.95小时时，工程菌具有最高的
绝对表达量，因此，工程菌菌体密度（D600）为0.55-1.4时能够获得最佳升温表
达。
参考文献
[1]顾雅君.国产和进口培养基发酵培养重组人SOD工程菌的比较研究[J].中
国医药生物技术，2010，16（20）：144-145.
[2]刘建荣.重组人SOD工程菌发酵表达条件的优化[J].中国医药工业杂志，
2011，29（23）：118-119.
[3]赵晓瑜.重组人超氧化物歧化酶包涵体的复性和纯化[J].中国医药工业杂
志，2010，17（30）：174-175.