论文总字数：16084字

摘 要

在原核蛋白表达中，外源基因常需要诱导剂（如IPTG等）来对其进行诱导，从而进行一系列的表达。本文旨在详细地介绍通过IPTG诱导大肠杆菌的诱导原理以及对其由小试向生产系统放大过程中所遇到的各种问题的发现、分析、及处理解决办法，并主要探究其各种影响因素发生的原因和如何避免减少这一类问题的再次发生。最终能够让我们找出最合适的生产条件来最大化的提高产量，提高其附加值。利用IPTG诱导发酵菌体所表达蛋白，最终需经超声破碎、洗涤得到包涵体蛋白。然后经过蛋白变性、复性、离子交换可得到较高程度的融合蛋白，实现利拉鲁肽的高效表达、制备工艺。

关键词： IPTG 诱导 放大 影响因素

The induction principle of protein by IPTG and Process expression

Abstract

The expression of Prokaryotic proteins, the induction of foreign gene always need inducer(such as IPTG),thus begin a series of expression. This paper aims to introduce the induction principle of E. coli by IPTG and various problems encountered in the process of enlarging the production system. Then we can discuss the discovery, analysis, and solution of problems. And mainly to explore the reasons for the occurrence of various factors, go into how to avoid reducing the recurrence of this type of problem. In the end, we can find the most suitable production conditions to maximize the output, as far as possible to increase its added value.The expressed protein by IPTG-induced bacterial fermentation need sonication and washed inclusion bodies. Then after protein need to denaturation, annealing, ion exchange to obtain a higher degree of fusion protein. Achieve efficient expression liraglutide and preparation process.

Key Words: IPTG; Induction; Enlarge; Influence factor

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 国内糖尿病的现状研究 1

1.1.2 糖尿病人的主要用药治疗方法 1

1.2 IPTG性状分析及诱导 2

1.2.1 IPTG物理性质及保存方法 2

1.2.2 IPTG诱导原理 2

1.2.3 IPTG 诱导PGEX-4T-2重组质粒的表达 3

第二章 发酵放大概述及IPTG最佳诱导时间、浓度对照试验 5

2.1 发酵放大的意义及概述 5

2.1.1 发酵放大的概念、背景、意义 5

2.1.2 发酵过程各种变量的检测系统及测量原理 6

2.2 发酵放大基本准则 7

2.3 发酵过程相关参数检测的作用及其意义 7

2.3.1 参数的理化相关 7

2.3.2 参数的生物相关 9

2.4 发酵条件优化 10

2.4.1 种子筛选 10

2.4.2 发酵条件的优化 10

2.4.3 诱导条件的优化 11

2.5 IPTG最佳诱导温度、浓度对照试验 12

2.5.1 IPTG最佳诱导浓度的确定 12

2.5.2 IPTG最佳诱导温度的确定 12

2.6 菌体的生长曲线 12

2.7 蛋白SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）原理及步骤 13

2.7.1. 样品的准备 13

2.7.2. 制胶 13

2.8 Folin-酚法测蛋白含量 14

第三章 发酵放大过程、实验步骤及数据分析 16

3.1 一级种子制备 16

3.2 二级种子制备 16

3.3 发酵调控 18

3.4 不同诱导时间点的蛋白表达水平 20

第四章 参考文献 21

第五章 致谢 22

第一章 绪论

国内糖尿病的现状研究

现如今，糖尿病已成为了中国不可忽视的一种疾病。随着日益增加的糖尿病人群以及潜在糖尿病人群，研制其解决方法的任务已经刻不容缓。据调查显示，在1980年，中国糖尿病流行病学调查显示，当时糖尿病患病率仅有0.67%，20岁以上人群发病率仅1%，而最新的调查研究表明，如今20岁以上发病率已达到了11.6%。患病人口已达到了一亿一千五百万，而且增长的速度非常快，患病人群以每分钟增加10个的速率上升。

糖尿病人的患病可能性分析

糖尿病，简单来说，是一种血糖升高且高于常人正常值的一种疾病，是由于人体内的胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗而造成血糖升高而引起的。

究其原因，我们不难发现，在现如今如此快节奏的生活条件下，伴随着我们的种种问题。压力增大：会导致某些激素长期大量分泌，造成内分泌调节紊乱。饮食与睡眠的不规律：这是导致肥胖的主要原因，特别是腹型肥胖者，是典型的2型潜在糖料病发病的征兆。饮食结构不科学：长期摄入高脂肪食物可能抑制代谢率而使体重增加，营养过剩，导致体内营养不平衡。遗传因素：糖尿病普遍存在家族发病倾向，其中1/4～1/2患者有糖尿病家族史。

糖尿病人的主要用药治疗方法

如今，糖尿病的药物治疗分为两大类：口服药物治疗、胰岛素治疗。

对于胰岛素制剂，主要类型为动物胰岛素、人胰岛素以及胰岛素类似物。本文着重讨论如利拉鲁肽（诺和力victoza）类的混合制剂型胰岛素。

利拉鲁肽是一种人胰高糖素样肽-1（GLP-1）类似物，为注射液形式，主要用于治疗成人2型糖尿病（T2DM）。GLP-1是一种肠促降糖激素，由肠道L细胞分泌形成，含有多种氨基酸。GLP-1对于治疗T2DM有巨大的优势，其原因在于GLP-1能够与身体多器官表面的受体结合从而改变细胞内部信号改变已达到调节机体的功能。肠促胰岛素可以促进胰岛β细胞分泌胰岛素的同时减少胰岛α细胞分泌胰高血糖素，以此来达到降低血糖的目的。此外由于服用利拉鲁肽还能减少食欲，减轻体重，还被一些人当做减肥产品服用。

虽然胰岛素治疗的不良反应为低血糖，但是GLP-1是具有葡萄糖浓度依赖性的降糖作用，也就是说GLP-1分泌作用对于葡萄糖的浓度有很强的依赖性，只有当在血糖水平升高的前提下，体内的GLP-1会发挥作用，降低血糖以维持血糖平衡，而在血糖水平呈正常状态下，并不会过分的盲目降低血糖含量。这一作用极大地保障了其临床实用性与安全性。

IPTG性状分析及诱导

IPTG物理性质及保存方法

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