臺灣博碩士論文加值系統

本研究中的Mycophenolic acid(MPA)是用來作為器官移植時抑制免疫反應的藥物，作為Inositol MonoPhosphate DeHydrogenase（INPDH）之非競爭型抑制劑，針對淋巴細胞之合成路徑進行抑制而達到降低免疫反應的發生，而實驗所使用微生物是Penicillium brevicompactum進行深層液態發酵（submerged fermentation）生產MPA。
� � 本研究中利用攪拌式發酵槽控制發酵期間之pH值由3.5~6.5和通氣量由0.1v.v.m~0.5v.v.m，可以得到最佳的培養條件( pH值和通氣量 )，菌體最適合的生長pH值為5.5，而對於菌體發酵生產MPA的產率來看來看pH值控制在4.5，而在工業上時間是最被重視的數值，經實驗結果發現pH=5.5的μ（比生長速率最大，菌體生長所需要之時間最短），但是產物生產所需要的時間是以pH值為4.5時最短，所以可以藉由兩階段(two-stage)的pH值調控發展出最佳的製程，而實驗結果也符合所預期之結果，得到最大的產率Productivity=2.50mg/l.hr相較於控制單一pH值的批次發酵結果提升了24%，因此在對於pH值的探討上找出一個適合的製程。
� �在通氣量的探討上，發現產物對菌體的轉化率（YP/X）在通氣量為0.1v.v.m時有最大值0.07g/g，但是在菌體生長上面0.5v.v.m是最為快速的，所以在氧氣的討論上發現，低的溶氧會對於產物MPA的產出事有利的，而菌體的生長速度是在高的溶氧條件下有著最大值，但是就產率來說，因為通氣量低雖然會使得MPA的產量提升但是卻會使得整體的發酵時間延遲，因此在研究中所重視的產率並不會有所提升。

摘要 I
圖 目 錄 V
表 目 錄 VIII
第一章、緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 4
第二章、文獻回顧 5
2-1黴菌的介紹： 5
2-1-1黴菌的分類： 5
2-1-2青黴菌之介紹： 6
2-2 Mycophenolic acid 之介紹 8
2-2-1 Mycophenolic acid之發現 8
2-2-2 Mycophenolic acid之生化合成 9
2-2-3 Mycophenolic acid在醫療上的用途 10
2-3 人體免疫系統和器官移植之介紹 11
2-3-1 人體免疫系統簡介 11
2-3-2 人體器官移植之簡介 12
2-3-2 人體器官移植時所使用的藥物 16
2-3-3 Mycophenolic acid應用在器官移值上 21
2-4 深層液態發酵培養 24
2-5 影響發酵的物理化學等環境生長因子 24
2-5-1 培養基組成 24
2-5-1.1 碳源 24
2-5-1.2 氮源 25
2-5-1.3 碳氮比 25
2-5-1.4 碳氮比 25
2-5-2 攪拌速率 26
2-5-3 pH值 27
2-5-4 溶氧值(DO值) 28
2-5-5 溶氧值對於青黴菌之影響 29
2-5-6二氧化碳對青黴菌之影響 30
2-5-6溫度： 31
2-6發酵動態行為的數學模式 32
2-6-1與生長有關的產物(growth-associated product) 32
2-6-1與生長無關的產物(nongrowth-associated product) 33
2-6-1混合生長相關的產物(mixed-growth-associated product) 33
2-7氧氣質傳對於菌體生長與MPA生成之影響： 34
第三章、實驗材料與方法 38
3-1實驗材料： 38
3-1-1實驗菌株： 38
3-1-2培養基組成： 38
3-1-3實驗藥品： 41
3-1-4實驗儀器與設備： 42
3-2實驗方法： 43
3-2-1菌體之接種及保存方法： 43
3-2-4發酵槽培養： 44
3-2-5實驗分析方法： 45
第四章 實驗結果與討論 50
4-1 發酵槽培養實驗 50
4-2 發酵槽實驗之pH值（controlled）對Penicillium brevicompactum 生產MPA之影響 51
4-2-1 發酵動力曲線的比較 51
4-2-1 pH值對於發酵時間的影響 54
4-2-2 pH值對於菌體生長的影響 54
4-2-3 pH值對於產物MPA的影響 56
4-3在發酵槽中兩階段控制 60
4-1-2 兩階段控制發酵槽pH值實驗對產物之影響 61
4-3-1兩階段控制對發酵時間之影響 62
4-3-2兩階段控制對菌體之影響 63
4-3-3兩階段控制對P. brevi-compactum生產MPA之影響 64
4-4 控制不同通氣量在攪拌式發酵槽對P. brevi-compactum 生產MPA之影響 67
4-3-1 通氣量對發酵時間的影響 69
4-3-2 通氣量對菌體生長的影響 70
4-3-3 通氣量對MPA生成的影響 71
第五章� 結論與建議 75
5-1 結論 75
5-2 建議 77
第六章� 參考文獻 78

周柏輔，”探討菌體型態對於裂摺菌多醣體生產之影響”，國立中央大學化學工程研究所，碩士論文，2001

林克融，”探討培養基之pH值與Xanthan gum的添加對巴西蘑菇多醣體生產之影響”，國立中央大學化學工程與材料工程研究所，碩士論文，2002

黃賜源，”靈芝液態培養及氣舉式生化反應器應用之研究”，私立東海大學化學工程研究所，碩士論文，1996

辜正弘，”添加正十六烷對青黴菌生長型態及盤尼西林產量之影響”，國立成功大學，碩士論文，1995

田蔚城，”生物產業與製藥產業”九州圖書文物有限公司，1998
楮佩瑜，”微生物免疫學速攻”，藝軒圖書出版社，1997
南京大學生物系、中山大學生物系，”植物學之系統與分類”，地景企業股份有限公司出版部，1978

Ando K., S. Suzuki, G. Tamura, K. Amura,” Antiviral activity of brefeldin A and verruearin” Journal of Antibiot., 21, 649-652, 1968

Allison AC, Eugui EM. “ Purine metabolism and immunosuppressive effects of mycophenolate mofetil (MMF)” Clinic of Transplant, 10, 77-84, 1996

Candan T., Millie U., Maxwell W. A., Tajalli K.,”Effect of pH on physiology of Metarhizium anisopliae for production of swainsonine” FEMS Microbiology Letters, 168, 17-23, 1998

Carlo G. Z., Antonella A., Francesco P., “ Determination of the immunosuppressant mycophenolic acid in human serum by solid-state microextraction coupled to liquid chromatography, Journal of Chromatography B, 806, 89-93, 2004

Dosoretz, G.; Chen, H. C.; Grethlein, E. “ Effect of oxygenation condition on submerged cultures of Phanerochate chrysosporium” Applied Microbiology Biotechnology, 34, 131-137, 1990

Eufrocinio C. M.; Takeshi B.; Shin I. K.; Ei-ichiro F.; Akio K., “ Biosynthetic studies of the tetramic acid antibiotic trichosetin” Tetrahedron, 58, 6655-6658, 2002

Forage, R. G.; Harrison, D. E. F.; Pitt, D. E. “ Effect of environment on microbial activity” Comprehensive Biotechnology, 1, 253-279, 1985

Gaifa L.,Wayne K. A., “Synthesis of Novel Indole Analogues of Mycophenolic Acid as Potential Antineoplastic Agents” Tetrahedron, 56, 2583-2590, 2000

Ho, C.S.; L.K.Ju; R.F. Baddour “ Enhancing Penicillin Fermentations by Increased Oxygen Solubility through the Addition of n-Hexadecane” Biotechnology and Bioengineering, 36, 1110-1118, 1990
Ju, L. K.; Ho, C. S.; Shanahan, J. F. “ Effects of Carbon Dioxide on the Rheological Behavior and Oxygen Transfer in Submerged Penicillin Fermentations” Biotechnology and Bioengineering, 38, 1223-1232, 1991

Jekkel A., I. Barta, A. Kŏnya, J. Sűtő, S. Boros, Gy. Hováth,; G. Ambrus, “ Microbiological transformation of mycophenolic acid” Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 11, 423-436, 2001

Kang, A.; Wang, Y.; Harvey, L. M; McNeil B. “ Effect of air flow rate on scleroglucan synthesis by Sclerotium glucanicum in an airlift bioreactor with an internal loop” Bioprocess Engineering, 23, 69-74, 2000

Markus R., Heide D., Vladimir P., Andrea G., Mathias M. M., “ Quantification of the influence of mycophenolic acid on the release of endothial adhesion molecules” Clinica Chimica Acta, 320, 89-94, 2002

Mitsui A., S. Suzuki “ Immunosuppressive effect of mycophenolic acid” Journal of Antibiot., 22, 358-363, 1969

Nicole M. van Besouw; Barbara J. van der Mast; Peter J. H. Smak Gregoor; Cees J. Hesse; Jan N. M. IJzermans,;Teun van Gelder ;Willem Weimar “Effect of mycophenolate mofetil on erythropoiesis in stable renal transplant patients is correlated with mycophenolic acid trough levels” Nephrol Dial Transplant , 14, 2710-2713, 1999

Shu, C. H., Lin, K. J. and Wen, B. J., “Effects of culture pH on the production of bioactive polysaccharides by Agaricus blazei in batch cultures,” Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 79, 998-1002, 2004

Metz, B.’ Kossen, N. W. F. “The growth of molds in the form of pellets: Literature review” Biotechnology and Bioengineering, 19, 781-799, 1977

Peter J. H. S. G., Teun A. G., Willem W., “Mycophenolate mofetil, Cellcept®, a new immunosuppressive drug with great potential in internal medicine” The Netherlands Journal of Medicine, 57, 233-246, 2000

Rau, U., Gura, E., Olszewski, E., Wagner, F., “Enhanced glucan formation of flamentous fungi by effective mixing, oxygen limitation and fed-batch processing” Journal of Industrial Microbiology, 9, 19-26, 1992

Ronald B., ” Mycophenolic Acid: A One Hundred Year Odyssey from Antibiotic to Immunosuppressant” Chem. Rev., 100, 3801-3825, 2000

Sanchez S., Demain A. L., “ Metabolic regulation of fermentation processes” Enzyme and Microbial Technology, 31, 895-906, 2002

Srivatsan V., Dasgupta A.K., Prashant K., Ravi V., Paresh J., Devangi S., Mahendra P.; Gunjan S.; Jignesh P.; Harshad M., “ Determination of Mycophenolic acid in human plasma by high-performance liquid chromatography” Journal of Chromatography A, 1031, 259-264, 2004

Smith, M. D.; Ho, C. S. “ The Effect of Dissolved Carbon Dioxde on Penicillin production: Mycelial Morphoogy” Journal of Biotechnol., 2, 347-363, 1985

Sonnletiner, B. “ Dynamic adaptation of microbes” Journal of Biotechnology, 65, 47-60, 1998


Tamerler C., Ullah M., Adlard M. W., Keshavarz T. ” Effect of pH on physiology of Metarhizium anisopliae for production of swainsonine” FEMS Microbiology Letters, 168, 17-23, 1998


Ulf D. R., Christian T., Martin B., Gerhard E. and Hans-Michael T.,”Determination of Mycophenolic Acid and Mycophenolate Mofetil by High-Performance Liquid Chromatography Using Postcolumn Derivatization” Anal. Chem., 73, 41-46, 2001

Wang,H.X.,Ng,T.B.Liu,W.K.,Ooi,V.E.C.,Chang,S.T. ”Polysaccharide-peptide complexes from the cultured mycelia of the mushroom Coriolus versicolor and their culture medium activate mouse lymphocytes and macrophages,” Int. J. Biochem. Cell Biol., 28, 601-607, 1996

Witter, R.; Baumgartl, H.; Lűbbers, D. W.; Schűgerl, K. “ Investigations of oxygen transfer into Penicillium chrysopenum pellets by microprobe measurements” Biotechnology and Bioengineering, 1024-1036, 1986