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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.9.2007.tde-06122007-163303
Document
Author
Full name
Fernando Fratelli
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2007
Supervisor
Committee
Carvalho, João Carlos Monteiro de (President)
Abrahão Neto, José
Guidolin, Rosalvo
Kubrusly, Flávia Saldanha
Sato, Sunao
Title in Portuguese
Avaliação da produção de toxina tetânica por "Clostridium tetani" cultivado por processos fermentativos descontínuo e descontínuo alimentado
Keywords in Portuguese
Clostridium tetani
Fermentação
Processo descontínuo
Processo descontínuo alimentado
Toxina tetânica
Abstract in Portuguese
A toxina tetânica é uma proteína sintetizada pelo bacilo Clostridium tetani que após destoxificação através da ação do formol, continua apresentando propriedades antigênicas e imunogênicas, obtendo a denominação toxóide tetânico. A síntese dessa proteína ocorre quando esse bacilo encontra-se na sua forma vegetativa e em meio de cultura específico relativamente complexo contendo glicose e peptonas. O efeito simultâneo de diferentes níveis de glicose (Go) e N-Z Case TT® (NZo) como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente, na produção de toxina tetânica foi investigada nesta primeira parte do trabalho em cultivo estático por meio de planejamento fatorial em estrela com cinco níveis e avaliado por metodologia de superfície de resposta, com a finalidade de otimização do processo. O valor mais alto de toxina tetânica encontrado, correspondente a Go = 9,7 g/L e NZo = 43,5 g/L, foi 79% maior que aqueles obtidos em condições padrões de cultivo (Go = 8,0 g/L e NZo = 25,0 g/L). Também foram realizados cultivos de C. tetani utilizando o processo descontínuo alimentado com diferentes protocolos para a correção da concentração de glicose no meio de cultivo ao longo do tempo em diferentes concentrações iniciais de N-Z Case TT®. Dois grupos de ensaios foram executados: a) experimentos realizados com a correção da concentração de glicose para 3,0 g/L nos instantes 16, 56 e 88 h e b) experimentos com correção inicial da concentração de glicose para 3,0 g/L e após esta cair para 1-1,5 g/L. O primeiro protocolo de correção da concentração de glicose e NZo = 50,0 g/L foram as melhores condições para obtenção de toxina tetânica. Nestas condições, o título de toxina tetânica foi 300% maior que aqueles obtidos em cultivos padrão.
Title in English
Evaluation of the tetanus toxin for "Clostridium tetani" cultivated by batch fermentative and fed-batch process
Keywords in English
Batch process
Clostridium tetani
Fed-batch process
Fermentation
Tetanus toxin
Abstract in English
The tetanus toxin is a neurotoxin synthesized by the bacillus Clostridium tetani that, after detoxification with formaldehyde, still exhibits antigenic and immunologic properties, hence its denomination of tetanus toxoid. Such a neurotoxin is produced by cultivations of the microorganism in vegetative form on a relatively complex specific medium containing glucose and peptone. The simultaneous effects of the starting levels of glucose (Go) and N-Z Case TT® (NZo) as carbon and nitrogen sources, respectively, on the production of tetanus toxin, have been investigated in this work in static cultivations by means of a five-levels star-shaped experimental design and evaluated by Response Surface Methodology (RSM) for optimization purposes. The highest final average yield of tetanus toxin, achieved at Go = 9.7 g/L and NZo = 43.5 g/L, was 79% higher than that obtained with standard cultivations (Go = 8.0 g/L and NZo = 25.0 g/L). Also, there were carried out cultivations of C. tetani using fed-batch process at different protocols to correct the glucose concentration in the cultivation medium along the time at different initial N-Z Case TT® concentrations (NZo). Two series of runs were performed: a) experiments with the correction of the glucose concentration to 3.0 g/L in the times 16, 56 and 88 hours and b) experiments with initial correction of the glucose concentration to 3.0 g/L and after it to drop to 1-1,5 g/L. The former protocol to correct the glucose concentration and NZo = 50.0 g/L were the best condition to obtain tetanus toxin. In these conditions, the yield of tetanus toxin was 300% higher than that obtained with standard cultivations.
 
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Tese.pdf (673.96 Kbytes)
Publishing Date
2007-12-11
 
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