Guanjie Biotech és unpols d'ergotioneïna a granelproveïdor. Parlem-ne avui. L'ergotioneïna (EGT) és un antioxidant natural que no pot ser sintetitzat pel propi cos humà. Té funcions de protecció fisiològiques cel·lulars úniques, com ara eliminar radicals lliures, desintoxicació, manteniment de la biosíntesi d'ADN, creixement normal de les cèl·lules, immunitat cel·lular, antiradiació, blanquejament i anti-envelliment.Pols d'ergotioneïna a granel(EGT) té una àmplia perspectiva d'aplicació a les indústries d'alimentació, cosmètica, alimentació funcional i biomèdica. Però al mateix temps, com a antioxidant natural, és segur i no tòxic, cosa que també el converteix en un punt calent en el desenvolupament actual de la indústria.
Mètodes de preparació de pols d'ergotioneïna
Mètodes per a la preparació depols d'ergotioneïna a granelinclouen l'extracció biològica natural, la síntesi química i la biosíntesi [3-4]. El mètode de síntesi química és difícil de preparar i és costós, i la seguretat no es pot garantir. El mètode de bioextracció natural té un baix rendiment i un alt cost. Limita l'aplicació d'ergotioneïna. El seu mètode de biosíntesi té els avantatges d'un baix cost i una fàcil disponibilitat de matèries primeres.
● Cristal·lització i fórmula química de l'ergotioneïna
Amb l'augment de la biologia sintètica, el rendiment d'ergotioneïna es pot augmentar eficaçment mitjançant mitjans de fermentació com la modulació metabòlica. Això garanteix la seguretat del producte i amplia l'espai d'aplicació depols d'ergotioneïna a granel. Per tant, l'ús de fongs micorízics comestibles naturals per a la fermentació i transformació per construir bacteris dissenyats s'ha convertit en la direcció de desenvolupament futura per a la preparació d'ergotioneïna.
● Efectes de la biologia sintètica sobre el rendiment d'ergotioneïna
Millora de la tecnologia de fermentació de fongs micorízics naturals perpols d'ergotioneïna a granelproducció
S'ha trobat que una varietat de fongs micorízics naturals són capaços de sintetitzar ergotioneïna. Aquests inclouen bolets enoki, bolets shiitake, bolets shiitake, bolets reishi, bolets porcini, bolets Agaricus bisporus, bolets amígdals i bolets de braç daurat.
En l'estudi del procés de síntesipols d'ergotioneïna a granelmitjançant la fermentació de mixomicets, es va trobar que els efectes de diferents tipus i diferents concentracions d'aminoàcids sobre la síntesi i acumulació d'ergotioneïna variaven molt. Entre ells, la metionina va tenir l'efecte de promoció més evident sobre l'acumulació d'ergotioneïna. Seguida per la cisteïna i la histidina. El procés de fermentació de la producció d'ergotioneïna es va investigar utilitzant miceli de bolets shiitake com a cos principal.
Quan la font de carboni era de 25 g/L de fructosa i 1 g/L d'àcid aspártic, el rendiment va arribar als 1,89 mg/g DW. Quan es van afegir 2 mmol/L de metionina al medi, la producció d'ergotionina al miceli va ser 1,8 vegades més gran després de 15 d de fermentació. Per estudiar el procés de producció d'ergotioneïna per fermentació del miceli de bolets d'ametlla a escala de tanc de 10 L, es van afegir 4 mmol/L d'histidina, 1 mmol/L de cisteïna i 1 mmol/L de metionina al medi de cultiu.
El contingut depols d'ergotioneïna a granelal miceli el 18è-20dia de fermentació va ser d'uns 64,2 mg/L. Les fonts òptimes de carboni i nitrogen per a la fermentació de l'ergotioneïna eren la glucosa i la triptona, que es van optimitzar encara més mitjançant l'optimització del mitjà. L'ergotioneïna es va preparar mitjançant fermentació profunda utilitzant miceli sideròfor amb capçalera daurada. Al mateix temps, es van afegir 8 mmol/L de cisteïna, 4 mmol/L d'histidina i 0,5 mmol/L de metionina, i el contingut d'ergotioneïna al miceli va assolir els 97,69 mg/L als 16 dies de fermentació.
A partir dels efectes dels aminoàcids, precursors i factors nutricionals exògens sobre la síntesi i l'acumulació d'ergotioneïna, es va examinar una soca de bolets plans amb una alta producció d'ergotioneïna. I es va establir una estratègia de control de fermentació profunda per a l'acumulació d'alta intensitat d'ergotioneïna. A més, com que la major part de l'ergotioneïna sintetitzada pels microorganismes s'acumula intracel·lularment, només es pot detectar i utilitzar traslladant-la a l'extracel·lular. Per tal de complir els requisits de seguretat de producció i seguretat del producte en diversos camps, també s'ha establert un procés de lixiviació total en fase aquosa per a l'ergotioneïna intracel·lular [5].
Pols d'ergotioneïna a graneles va preparar mitjançant la fermentació de fongs micorrízics comestibles naturals que no havien estat modificats genèticament. El major avantatge és la seguretat alimentària de la soca i del producte. En comparació amb la genòmica i la transcriptòmica, la metabolòmica micobacteriana ha estat relativament poc estudiada. Per tant, analitzar i optimitzar la metabolòmica del procés de fermentació millorarà encara més el nivell d'acumulació de fermentació d'ergotioneïna i reduirà el cost de producció.
● Preparació d'ergotioneïna per microorganismes modificats per biologia sintètica
A partir de la guia teòrica de la via biosintètica de l'ergotioneïna i de l'anàlisi d'enzims clau, es va realitzar l'expressió heteròloga dels enzims biosintètics de l'ergotioneïna en alguns microorganismes model. Això va construir una sèrie de bacteris dissenyats amb ergotioneïna i es va optimitzar la fermentació per augmentar el rendiment depols d'ergotioneïna a granelper 120-pleg.
El gen de l'enzim clau es va clonar a E. coli i els bacteris modificats es van aplicar a un cultiu de reposició per lots en un fermentador. En optimitzar el medi de fermentació, el rendiment d'ergotioneïna va arribar als 657 mg/L després de 216 h de fermentació, cosa que indica que l'enzim clau i la seva regulació relacionada podrien afectar la síntesi eficient de l'ergotioneïna.
A més de la regulació dels enzims clau, la modificació i optimització de la via de síntesi de l'aminosina precursora també és una manera eficaç de millorar l'eficiència de síntesi de l'ergotioneïna. Dues fonts diferents de vies de síntesi d'ergotioneïna es van expressar heteròlogament a Escherichia coli, cosa que podria millorar la producció d'ergotioneïna. Mitjançant aquesta estratègia de modificació, l'acumulació d'ergotioneïna va arribar a 710,53 mg/L durant 108 h utilitzant un dipòsit de 3 L per a la fermentació per lots de reposició.
Alternativament, es va obtenir una soca altament productora de cisteïna activant el sistema de síntesi i secreció de cisteïna a E. coli. El gen de l'enzim clau de la síntesi es va clonar en aquesta soca i es va eliminar el gen que afectava la síntesi de metionina. Utilitzant la soca modificada per fermentar en un fermentador de 3 L amb suplements com histidina, metionina i Na2S2O3, el rendiment depols d'ergotioneïna a granelva arribar a 1,3 g/L durant 216 h. Aquest és el nivell de fermentació més alt de la preparació d'ergotioneïna mitjançant la fermentació de fongs dissenyats que s'ha informat públicament.
● Preparació d'ergotioneïna per fongs modificats per biologia sintètica
La síntesi de l'ergotioneïna fúngica implica dos enzims clau. Això podria simplificar molt la regulació metabòlica de la via sintètica. En el futur, pot convertir-se en el focus principal de la síntesi heteròloga d'ergotioneïna. El gen de síntesi d'ergotioneïna de Pulsatilla vulgaris es va expressar heteròlogament a Aspergillus oryzae. L'ergotioneïna es va preparar mitjançant fermentació en estat sòlid utilitzant aquest bacteri dissenyat i el rendiment depols d'ergotioneïna a graneldesprés de la fermentació, l'optimització va ser de 231 mg/kg. Es va aconseguir un 20-augment del nivell de síntesi d'ergotioneïna respecte a la fermentació anterior.
El nivell de fermentació més alt d'ergotioneïna produït per micobacteris naturals va ser superior a 500 mg/L. El període de fermentació sol ser de 10-20 d. El període de fermentació del bacteri modificat es podria controlar a 3-9 d. El nivell de fermentació més alt va ser d'1,3 g/L. No obstant això, el producte ha de ser purificat i utilitzat.
En el futur, explorarem i optimitzarem encara més els elements característics de la síntesi d'ergotioneïna i analitzarem el mecanisme genètic de la soca per a una alta producció d'ergotioneïna.
D'una banda, oferirem orientacions teòriques per a l'optimització del procés de fermentació depols d'ergotioneïna a granel. D'altra banda, millorarem les cèl·lules del xassís amb l'ajuda de la tecnologia de biologia sintètica per optimitzar la compatibilitat dels components de la síntesi d'ergotioneïna amb les cèl·lules del xassís. Combinat amb el model de xarxa metabòlica, podem optimitzar l'expressió d'enzims clau i construir una fàbrica cel·lular per a la síntesi d'ergotioneïna de manera més eficient.
Guanjie Biotech produeixpols d'ergotioneïna a granel, que és pols blanca. Els nostres productes utilitzen el mètode HPLC. Podem provar el nostre laboratori o podem proporcionar la prova de tercers. Benvingut a consultar-nos:info@gybiotech.com.
Referència
[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. La biologia de l'ergotioneïna, un nutracèutic antioxidant. Nutr Res Rev, 2020, 33(2): 190-217. DOI:10.1017/S0954422419000301
[3],Xu JZ, Yadan JC. Síntesi de l-(+)-ergotioneïna. 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. Extracció aquosa d'ergotioneïna de micelis de Pleurotus ostreatus i regularitat de l'acumulació d'ergotioneïna durant la fermentació submergida. Recerca i ressenyes: Journal of Microbiology and Biotechnology, 2016, 5(1): 1-8.
