Guanjie Biotech е aнасипен ерготионеин на прахдоставчик. Нека поговорим за това днес. Ерготионеин (EGT) е естествен антиоксидант, който не може да се синтезира от човешкото тяло. Той има уникални клетъчни физиологични защитни функции като пречистване на свободните радикали, детоксикация, поддържане на ДНК биосинтеза, нормален клетъчен растеж, клетъчен имунитет, анти-радиация, избелване и против стареене.Насипен ерготионеин на прах(EGT) има широка перспектива за приложение в хранително-вкусовата, козметичната, функционалната хранителна и биомедицинската промишленост. Но в същото време, като естествен антиоксидант, той е безопасен и нетоксичен, което също го прави гореща точка в настоящото развитие на индустрията.
Методи за приготвяне на ерготионеин на прах
Методи за приготвяне нанасипен ерготионеин на прахвключват естествено биологично извличане, химичен синтез и биосинтез [3-4]. Методът на химическия синтез е труден за приготвяне и скъп, а безопасността не може да бъде гарантирана. Методът за естествена биоекстракция има нисък добив и висока цена. Ограничава приложението на ерготионеина. Неговият метод на биосинтеза има предимствата на ниска цена и лесна наличност на суровини.
● Кристализация и химична формула на ерготионеина
С възхода на синтетичната биология, добивът на ерготионеин може да бъде ефективно увеличен чрез ферментационни средства като метаболитна модулация. Това гарантира безопасността на продукта и разширява обхвата на приложениенасипен ерготионеин на прах. Следователно използването на естествени ядливи микоризни гъби за ферментация и трансформация за конструиране на инженерни бактерии се превърна в бъдеща посока на развитие за получаването на ерготионеин.
● Ефекти на синтетичната биология върху добива на ерготионеин
Подобряване на технологията на ферментация на естествени микоризни гъби занасипен ерготионеин на прахпроизводство
Установено е, че различни естествени микоризни гъби са способни да синтезират ерготионеин. Те включват гъби еноки, гъби шийтаке, гъби шийтаке, гъби рейши, манатарки, гъби Agaricus bisporus, гъби амигдалус и гъби със златен връх.
При изследване на процеса на синтезираненасипен ерготионеин на прахчрез ферментация на миксомицети беше установено, че ефектите на различните видове и различни концентрации аминокиселини върху синтеза и натрупването на ерготионеин варират значително. Сред тях метионинът има най-очевиден стимулиращ ефект върху натрупването на ерготионеин. Следват цистеин и хистидин. Процесът на ферментация на производството на ерготионеин е изследван с помощта на мицел от гъби шийтаке като основно тяло.
Когато източникът на въглерод е 25 g/L фруктоза и 1 g/L аспарагинова киселина, добивът достига 1,89 mg/g DW. Когато към средата се добавят 2 mmol/L метионин, производството на ерготионеин в мицела е 1,8 пъти по-високо след 15 d ферментация. За изследване на процеса на производство на ерготионеин чрез ферментация на мицел от бадемови гъби в 10 L резервоар, към културалната среда се добавят 4 mmol/L хистидин, 1 mmol/L цистеин и 1 mmol/L метионин.
Съдържанието нанасипен ерготионеин на прахв мицела на 18-ия-20-ия ден от ферментацията е около 64,2 mg/L. Оптималните източници на въглерод и азот за ферментация на ерготионеин бяха глюкоза и триптон, които бяха допълнително оптимизирани чрез оптимизиране на средата. Ерготионеинът се приготвя чрез дълбока ферментация, използвайки сидерофорен мицел със златист връх. В същото време бяха добавени 8 mmol/L цистеин, 4 mmol/L хистидин и 0.5 mmol/L метионин и съдържанието на ерготионеин в мицела достигна 97,69 mg/L при 16 d ферментация.
Въз основа на ефектите на аминокиселини, прекурсори и екзогенни хранителни фактори върху синтеза и натрупването на ерготионеин, беше скриниран плосък щам гъби с високо производство на ерготионеин. И беше установена стратегия за контрол на дълбоката ферментация за високоинтензивно натрупване на ерготионеин. Освен това, тъй като по-голямата част от ерготионеина, синтезиран от микроорганизмите, се натрупва вътреклетъчно, той може да бъде открит и използван само чрез преместването му в извънклетъчно пространство. За да се изпълнят изискванията за безопасност на производството и безопасността на продуктите в няколко области, също е установен процес на извличане на пълна водна фаза за вътреклетъчен ерготионеин [5].
Насипен ерготионеин на прахе получен чрез ферментация на естествени ядливи микоризни гъби, които не са били генетично модифицирани. Най-голямото предимство е хранителната безопасност на щама и продукта. В сравнение с геномиката и транскриптомиката, микобактериалната метаболомика е сравнително малко проучена. Следователно, анализирането и оптимизирането на метаболомиката на процеса на ферментация допълнително ще подобри нивото на натрупване на ферментация на ерготионеин и ще намали производствените разходи.
● Получаване на ерготионеин от микроорганизми, модифицирани чрез синтетична биология
Въз основа на теоретичните насоки за биосинтетичния път на ерготионеин и ключовия ензимен анализ, хетероложната експресия на биосинтетичните ензими на ерготионеин е реализирана в някои моделни микроорганизми. Това конструира серия от ерготионеин-проектирани бактерии и ферментацията е оптимизирана за увеличаване на добива нанасипен ерготионеин на прахс 120-кратно.
Генът за ключовия ензим беше клониран в Е. coli и инженерно създадените бактерии бяха приложени към партидна култура за попълване във ферментатор. Чрез оптимизиране на ферментационната среда, добивът на ерготионеин достига 657 mg/L след 216 часа ферментация, което показва, че ключовият ензим и свързаното с него регулиране могат да повлияят на ефективния синтез на ерготионеин.
В допълнение към регулирането на ключови ензими, модифицирането и оптимизирането на пътя на синтеза на прекурсора аминозин също е ефективен начин за подобряване на ефективността на синтеза на ерготионеин. Два различни източника на пътища за синтез на ерготионеин са хетероложно експресирани в Escherichia coli, което може да подобри производството на ерготионеин. Чрез тази стратегия за модификация, натрупването на ерготионеин достига 710,53 mg/L за 108 часа, като се използва резервоар от 3 L за допълваща партидна ферментация.
Алтернативно, щам с високо съдържание на цистеин се получава чрез активиране на системата за синтез и секреция на цистеин в Е. coli. Генът на ключовия ензим за синтеза е клониран в този щам и генът, засягащ синтеза на метионин, е нокаутиран. Използвайки модифицирания щам за ферментация в 3 L ферментатор с добавки като хистидин, метионин и Na2S2O3, добивът нанасипен ерготионеин на прахдостига 1.3 g/L за 216 h. Това е най-високото ниво на ферментация на ерготионеиновия препарат чрез инженерна гъбична ферментация, публично докладвано.
● Получаване на ерготионеин чрез синтетично биологично модифицирани гъби
Синтезът на гъбичния ерготионеин включва два ключови ензима. Това може значително да опрости метаболитната регулация на синтетичния път. В бъдеще това може да стане основният фокус на хетероложния синтез на ерготионеин. Генът за синтез на ерготионеин на Pulsatilla vulgaris е хетероложно експресиран в Aspergillus oryzae. Ерготионеинът е получен чрез ферментация в твърдо състояние с помощта на тази създадена бактерия и добивът нанасипен ерготионеин на прахслед ферментация оптимизацията е 231 mg/kg. Постигнато е 20-кратно увеличение на нивото на синтез на ерготионеин спрямо предишната ферментация.
Най-високото ниво на ферментация на ерготионеин, произведен от естествени микобактерии, е над 500 mg/L. Периодът на ферментация обикновено беше 10-20 d. Периодът на ферментация на създадената бактерия може да се контролира до 3-9 d. Най-високото ниво на ферментация е 1,3 g/L. Продуктът обаче трябва да бъде пречистен и използван.
В бъдеще ще проучим допълнително и оптимизираме характерните елементи на синтеза на ерготионеин и ще анализираме генетичния механизъм на щама за високо производство на ерготионеин.
От една страна, ние ще предоставим теоретични насоки за оптимизиране на процеса на ферментация нанасипен ерготионеин на прах. От друга страна, ние ще подобрим клетките на шасито с помощта на технология за синтетична биология, за да оптимизираме съвместимостта на компонентите за синтез на ерготионеин с клетките на шасито. В комбинация с модела на метаболитната мрежа можем да оптимизираме експресията на ключови ензими и да изградим по-ефективно клетъчна фабрика за синтез на ерготионеин.
Guanjie Biotech произвежданасипен ерготионеин на прах, който е бял прах. Нашите продукти използват HPLC метод. Можем да тестваме в нашата лаборатория или можем да предоставим тест на трета страна. Добре дошли да ни попитате:info@gybiotech.com.
Rеференция
[1],麦角硫因机体内的分布与代谢和其在疾病中的作用研究进展. 食品科学, 2019, 40(23): 334-340.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181016-158
[2], Бородина I, Kenny LC, McCarthy CM, et al. Биологията на ерготионеина, антиоксидантен нутрицевтик. Nutr Res Rev, 2020, 33 (2): 190-217. DOI:10.1017/S0954422419000301
[3], Xu JZ, Yadan JC. Синтез на l-(+)-ерготионеин. J Org Chem, 1995, 60(20): 6296-6301. DOI:10.1021/jo00125a014
[4],麦角硫因的合成与降解代谢. 日然产物研究与开发, 2015, 27(6): 1112-1117, 1002.
[5], Zhang W, Liu Q, Zhou T, et al. Водна екстракция на ерготионеин от мицела на Pleurotus ostreatus и редовността на натрупване на ерготионеин по време на потопена ферментация. Изследвания и рецензии: Вестник по микробиология и биотехнология, 2016, 5(1): 1-8.
