中文摘要：

本项目通过研究（1）该重组大肠杆菌在高密度发酵下的代谢网络及其物质流、能量流的流通量，归纳不同发酵过程参数下能量物质与细胞生长速度和类人胶原蛋白生成量间的变化规律；（2）研究类人胶原蛋白基因工程菌的代谢网络中主要节点以及节点的类型，以通过改变节点分配比来提高目标产物的得率；（3）研究重组E.coli 在补料-分批培养条件下纯培养和诱导阶段产生目标产物时体系的热量变化，归纳能量物质代谢与发酵调控的

结论摘要：

本项目通过C13标记-NMR技术、检测发酵过程的工艺工程参数、微量量热法等方法，研究类人胶原蛋白基因工程菌在高密度发酵下的代谢网络及其代谢流、纯培养和诱导期体系的热量变化。结果表明（1）在以葡萄糖作唯一碳源时，该工程菌的主要代谢途径有EMP途径、TCA循环、PP途径、乙酸途径；（2）C13标记-NMR技术和代谢物平衡法均可对该工程菌的代谢流通量进行有效分析，通过物质和能量的代谢流分析可知诱导前的比生长速率对细胞生长和类人胶原蛋白的合成均产生影响，诱导前的最适比生长速率为0.15-0.20 h-1；（3）利用元素衡算和代谢衡算（EMB）方法建立了该工程菌在分批-补料培养条件下的发酵动力学模型，且在诱导期必须控制菌体的生长，当μ=0.04 h-1时，类人胶原蛋白的比生成速率达最大值；（4）根据重组大肠杆菌的热谱曲线，建立该工程菌生长期和表达期的热动力学模型，在生长期，重组大肠杆菌按广义Logistic模型增长，温度在22 ~ 37 ℃的范围内变化时，升温有助于细菌的生长代谢，且最适培养温度为36.5 ℃；在表达期，重组大肠杆菌按线性模型增长，最适诱导温度为42 ℃。