Guanjie Biotech je aprašek ergotioneina v razsutem stanjudobavitelj. Pogovorimo se o tem danes. Ergotionein (EGT) je naravni antioksidant, ki ga človeško telo ne more sintetizirati samo. Ima edinstvene celične fiziološke zaščitne funkcije, kot so lovljenje prostih radikalov, razstrupljanje, vzdrževanje biosinteze DNK, normalna rast celic, celična imunost, proti sevanju, beljenje in staranje.Prašek ergotioneina v razsutem stanju(EGT) ima široko možnost uporabe v prehrambeni, kozmetični, funkcionalni prehrambeni in biomedicinski industriji. Toda hkrati je kot naravni antioksidant varen in netoksičen, zaradi česar je tudi vroča točka v trenutnem razvoju industrije.
Metode priprave praška ergotioneina
Metode za pripravoprašek ergotioneina v razsutem stanjuvključujejo naravno biološko ekstrakcijo, kemično sintezo in biosintezo [3-4]. Metoda kemične sinteze je težka za pripravo in draga, varnosti pa ni mogoče zagotoviti. Metoda naravne bioekstrakcije ima nizek donos in visoke stroške. Omejuje uporabo ergotioneina. Njegova metoda biosinteze ima prednosti nizkih stroškov in enostavne dostopnosti surovin.
● Kristalizacija in kemijska formula ergotioneina
Z vzponom sintetične biologije se lahko izkoristek ergotioneina učinkovito poveča s fermentacijskimi sredstvi, kot je presnovna modulacija. To zagotavlja varnost izdelka in širi prostor uporabeprašek ergotioneina v razsutem stanju. Zato je uporaba naravnih užitnih mikoriznih gliv za fermentacijo in transformacijo za konstruiranje inženirskih bakterij postala prihodnja razvojna smer za pripravo ergotioneina.
● Učinki sintetične biologije na izkoristek ergotioneina
Izboljšanje tehnologije fermentacije naravnih mikoriznih gliv zaprašek ergotioneina v razsutem stanjuproizvodnja
Ugotovljeno je bilo, da so različne naravne mikorizne glive sposobne sintetizirati ergotionein. Sem spadajo gobe enoki, gobe šitake, gobe šitake, gobe reishi, jurčki, gobe Agaricus bisporus, gobe amigdalus in gobe z zlatim vrhom.
Pri preučevanju procesa sintetiziranjaprašek ergotioneina v razsutem stanjus fermentacijo miksomicet je bilo ugotovljeno, da so učinki različnih vrst in različnih koncentracij aminokislin na sintezo in kopičenje ergotioneina zelo različni. Med njimi je imel metionin najbolj očiten pospeševalni učinek na kopičenje ergotioneina. Sledita cistein in histidin. Proces fermentacije proizvodnje ergotioneina je bil raziskan z uporabo micelija gobe šitake kot glavnega telesa.
Ko je bil vir ogljika 25 g/L fruktoze in 1 g/L asparaginske kisline, je dobitek dosegel 1,89 mg/g DW. Ko smo gojišču dodali 2 mmol/L metionina, je bila proizvodnja ergotioneina v miceliju po 15 d fermentacije 1,8-krat večja. Za preučevanje procesa proizvodnje ergotioneina s fermentacijo micelija mandljeve gobe v 10 L rezervoarju smo gojišču dodali 4 mmol/L histidina, 1 mmol/L cisteina in 1 mmol/L metionina.
Vsebinaprašek ergotioneina v razsutem stanjuv miceliju na 18. -20. dan fermentacije je bila približno 64,2 mg/L. Optimalna vira ogljika in dušika za fermentacijo ergotioneina sta bila glukoza in tripton, ki sta bila dodatno optimizirana z optimizacijo medija. Ergotionein je bil pripravljen z globoko fermentacijo z uporabo micelija sideroforja z zlatim vrhom. Istočasno smo dodali 8 mmol/L cisteina, 4 mmol/L histidina in 0,5 mmol/L metionina, vsebnost ergotioneina v miceliju pa je pri 16 d fermentacije dosegla 97,69 mg/L.
Na podlagi učinkov aminokislin, prekurzorjev in eksogenih prehranskih dejavnikov na sintezo in kopičenje ergotioneina je bil pregledan sev ploščate gobe z visoko proizvodnjo ergotioneina. In vzpostavljena je bila strategija nadzora globoke fermentacije za visoko intenzivno kopičenje ergotioneina. Ker se večina ergotioneina, ki ga sintetizirajo mikroorganizmi, kopiči znotraj celice, ga je mogoče zaznati in uporabiti le tako, da se premakne zunaj celice. Da bi izpolnili zahteve glede varnosti proizvodnje in varnosti izdelkov na več področjih, je bil vzpostavljen tudi postopek popolnega izpiranja vodne faze za znotrajcelični ergotionein [5].
Prašek ergotioneina v razsutem stanjuje bil pripravljen s fermentacijo naravnih užitnih mikoriznih gliv, ki niso bile gensko spremenjene. Največja prednost je prehranska varnost seva in izdelka. V primerjavi z genomiko in transkriptomiko je bila metabolomika mikobakterij razmeroma malo raziskana. Zato bo analiza in optimizacija metabolomike fermentacijskega procesa dodatno izboljšala raven kopičenja ergotioneina med fermentacijo in zmanjšala proizvodne stroške.
● Priprava ergotioneina z mikroorganizmi, spremenjenimi s sintezno biologijo
Na podlagi teoretičnega vodenja biosintetske poti ergotioneina in analize ključnih encimov je bila heterologna ekspresija biosintetskih encimov ergotioneina realizirana v nekaterih modelnih mikroorganizmih. Tako je nastala vrsta bakterij, ki so bile izdelane z ergotioneinom, fermentacija pa je bila optimizirana za povečanje donosaprašek ergotioneina v razsutem stanjuza 120-krat.
Gen za ključni encim je bil kloniran v E. coli in spremenjene bakterije so bile uporabljene v serijski dopolnilni kulturi v fermentorju. Z optimizacijo fermentacijskega medija je izkoristek ergotioneina po 216 urah fermentacije dosegel 657 mg/L, kar kaže, da lahko ključni encim in z njim povezana regulacija vplivata na učinkovito sintezo ergotioneina.
Poleg regulacije ključnih encimov je tudi modifikacija in optimizacija sintezne poti prekurzorja aminozina učinkovit način za izboljšanje učinkovitosti sinteze ergotioneina. Dva različna vira poti sinteze ergotioneina sta bila heterologno izražena v Escherichia coli, kar bi lahko izboljšalo proizvodnjo ergotioneina. S to strategijo modifikacije je kopičenje ergotioneina doseglo 710,53 mg/L za 108 h z uporabo 3 L rezervoarja za šaržno fermentacijo dopolnitve.
Alternativno je bil sev, ki proizvaja visoko cistein, pridobljen z aktiviranjem sinteze cisteina in sistema izločanja v E. coli. Gen za ključni encim sinteze je bil kloniran v ta sev in gen, ki vpliva na sintezo metionina, je bil izločen. Z uporabo modificiranega seva za fermentacijo v 3 L fermentorju z dodatki, kot so histidin, metionin in Na2S2O3, je izkoristekprašek ergotioneina v razsutem stanjudosegel 1,3 g/L za 216 ur. To je najvišja javno objavljena stopnja fermentacije pripravka ergotioneina z inženirsko fermentacijo gliv.
● Priprava ergotioneina s sintetično biološko spremenjenimi glivami
Sinteza glivičnega ergotioneina vključuje dva ključna encima. To bi lahko močno poenostavilo presnovno regulacijo sintetične poti. V prihodnosti lahko postane glavno središče heterologne sinteze ergotioneina. Gen za sintezo ergotioneina Pulsatilla vulgaris je bil heterologno izražen v Aspergillus oryzae. Ergotionein je bil pripravljen s fermentacijo v trdnem stanju z uporabo te spremenjene bakterije in izkoristekprašek ergotioneina v razsutem stanjupo fermentaciji je bila optimizacija 231 mg/kg. V primerjavi s prejšnjo fermentacijo je bilo doseženo 20-kratno povečanje ravni sinteze ergotioneina.
Najvišja stopnja fermentacije ergotioneina, ki ga proizvajajo naravne mikobakterije, je bila nad 500 mg/L. Obdobje fermentacije je običajno trajalo 10-20 d. Obdobje fermentacije proizvedene bakterije je bilo mogoče nadzorovati na 3-9 d. Najvišja stopnja fermentacije je bila 1,3 g/L. Vendar je treba izdelek prečistiti in uporabiti.
V prihodnosti bomo še naprej raziskovali in optimizirali značilne elemente sinteze ergotioneina ter analizirali genetski mehanizem seva za visoko proizvodnjo ergotioneina.
Po eni strani bomo podali teoretične napotke za optimizacijo procesa fermentacijeprašek ergotioneina v razsutem stanju. Po drugi strani pa bomo izboljšali celice ohišja s pomočjo tehnologije sintetične biologije, da bi optimizirali združljivost komponent sinteze ergotioneina s celicami ohišja. V kombinaciji z modelom presnovnega omrežja lahko optimiziramo izražanje ključnih encimov in učinkoviteje zgradimo celično tovarno za sintezo ergotioneina.
Guanjie Biotech proizvajarazsuti ergotionein v prahu, ki je bel prah. Naši izdelki uporabljajo metodo HPLC. Lahko testiramo v našem laboratoriju ali pa zagotovimo test tretje osebe. Dobrodošli, da nas povprašate:info@gybiotech.com.
Rspoštljivost
[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], Borodina I, Kenny LC, McCarthy CM, et al. Biologija ergotioneina, antioksidativnega nutracevtika. Nutr Res Rev, 2020, 33(2): 190-217. DOI:10.1017/S0954422419000301
[3], Xu JZ, Yadan JC. Sinteza l-(+)-ergotioneina. 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. Vodna ekstrakcija ergotioneina iz micelija Pleurotus ostreatus in pravilnost kopičenja ergotioneina med potopljeno fermentacijo. Raziskave in ocene: Journal of Microbiology and Biotechnology, 2016, 5(1): 1-8.
