Guanjie Biotech ialah aserbuk ergothioneine pukalpembekal. Mari kita bercakap mengenainya hari ini. Ergothioneine (EGT) adalah antioksidan semulajadi yang tidak boleh disintesis oleh tubuh manusia itu sendiri. Ia mempunyai fungsi perlindungan fisiologi selular yang unik seperti membuang radikal bebas, detoksifikasi, pengekalan biosintesis DNA, pertumbuhan sel normal, imuniti selular, anti-radiasi, pemutihan dan anti-penuaan.Serbuk ergothioneine pukal(EGT) ia mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam industri makanan, kosmetik, makanan berfungsi dan bioperubatan. Tetapi pada masa yang sama, sebagai antioksidan semulajadi, ia selamat dan tidak toksik, yang juga menjadikannya tempat yang hangat dalam pembangunan industri semasa.
Kaedah Penyediaan Serbuk Ergothioneine
Kaedah penyediaanserbuk ergothioneine pukaltermasuk pengekstrakan biologi semula jadi, sintesis kimia dan biosintesis [3-4]. Kaedah sintesis kimia sukar disediakan dan mahal, dan keselamatannya tidak dapat dijamin. Kaedah bioekstraksi semulajadi mempunyai hasil yang rendah dan kos yang tinggi. Ia mengehadkan penggunaan ergothioneine. Kaedah biosintesisnya mempunyai kelebihan kos rendah dan ketersediaan bahan mentah yang mudah.
● Penghabluran dan formula kimia ergothioneine
Dengan kebangkitan biologi sintetik, hasil ergothioneine boleh ditingkatkan dengan berkesan melalui cara penapaian seperti modulasi metabolik. Ini memastikan keselamatan produk dan meluaskan ruang aplikasiserbuk ergothioneine pukal. Oleh itu, penggunaan kulat mikoriza semulajadi yang boleh dimakan untuk penapaian dan transformasi untuk membina bakteria kejuruteraan telah menjadi hala tuju pembangunan masa depan untuk penyediaan ergothioneine.
● Kesan biologi sintetik terhadap hasil ergothioneine
Penambahbaikan teknologi penapaian kulat mikoriza semulajadi untukserbuk ergothioneine pukalpengeluaran
Pelbagai kulat mikoriza semulajadi telah didapati mampu mensintesis ergothioneine. Ini termasuk cendawan enoki, cendawan shiitake, cendawan shiitake, cendawan reishi, cendawan porcini, cendawan Agaricus bisporus, cendawan amygdalus dan cendawan sisi berlapis emas.
Dalam kajian proses mensintesisserbuk ergothioneine pukalmelalui penapaian myxomycetes, didapati bahawa kesan pelbagai jenis dan kepekatan asid amino yang berbeza pada sintesis dan pengumpulan ergothioneine sangat berbeza. Antaranya, methionine mempunyai kesan promosi yang paling jelas terhadap pengumpulan ergothioneine. Diikuti dengan sistein dan histidin. Proses penapaian penghasilan ergothioneine disiasat menggunakan miselium cendawan shiitake sebagai badan utama.
Apabila sumber karbon ialah 25 g/L fruktosa dan 1 g/L asid aspartik, hasil mencapai 1.89 mg/g DW. Apabila 2 mmol/L metionin ditambah ke dalam medium, pengeluaran ergothioneine dalam miselium adalah 1.8 kali lebih tinggi selepas 15 hari penapaian. Untuk mengkaji proses penghasilan ergothioneine melalui penapaian miselium cendawan badam dalam skala tangki 10 L, 4 mmol/L histidine, 1 mmol/L sistein dan 1 mmol/L metionin telah ditambah ke dalam medium kultur.
Kandunganserbuk ergothioneine pukaldalam miselium pada hari-20 ke-18 penapaian ialah kira-kira 64.2 mg/L. Sumber karbon dan nitrogen yang optimum untuk penapaian ergothioneine ialah glukosa dan tripton, yang selanjutnya dioptimumkan oleh pengoptimuman sederhana. Ergothioneine telah disediakan melalui penapaian dalam menggunakan miselium siderophore berlapis emas. Pada masa yang sama, 8 mmol/L sistein, 4 mmol/L histidine dan 0.5 mmol/L metionin telah ditambah, dan kandungan ergothioneine dalam miselium mencapai 97.69 mg/L pada 16 hari penapaian.
Berdasarkan kesan asid amino, prekursor dan faktor pemakanan eksogen ke atas sintesis dan pengumpulan ergothioneine, strain cendawan rata dengan pengeluaran ergothioneine yang tinggi telah disaring. Dan strategi kawalan penapaian mendalam untuk pengumpulan intensiti tinggi ergothioneine telah ditubuhkan. Di samping itu, kerana kebanyakan ergothioneine yang disintesis oleh mikroorganisma terkumpul secara intrasel, ia hanya boleh dikesan dan digunakan dengan mengalihkannya ke ekstrasel. Untuk memenuhi keperluan untuk keselamatan pengeluaran dan keselamatan produk dalam beberapa bidang, proses larut lesap fasa akueus keseluruhan untuk ergothioneine intraselular juga telah diwujudkan [5].
Serbuk ergothioneine pukaltelah disediakan melalui penapaian kulat mikoriza yang boleh dimakan semula jadi yang belum direka bentuk secara genetik. Kelebihan terbesar ialah keselamatan makanan dari strain dan produk. Berbanding dengan genomik dan transkriptomi, metabolomik mikobakteria agak kurang dikaji. Oleh itu, menganalisis dan mengoptimumkan metabolomik proses penapaian akan meningkatkan lagi tahap pengumpulan penapaian ergothioneine dan mengurangkan kos pengeluaran.
● Penyediaan ergothioneine oleh mikroorganisma yang diubah suai oleh biologi sintetik
Berdasarkan panduan teori laluan biosintetik ergothioneine dan analisis enzim utama, ekspresi heterolog enzim biosintetik ergothioneine direalisasikan dalam beberapa mikroorganisma model. Ini membina satu siri bakteria kejuruteraan ergothioneine, dan penapaian telah dioptimumkan untuk meningkatkan hasilserbuk ergothioneine pukalsebanyak 120-lipat.
Gen untuk enzim utama telah diklonkan ke dalam E. coli dan bakteria yang direka bentuk telah digunakan pada budaya penambahan semula kelompok dalam penapai. Dengan mengoptimumkan medium penapaian, hasil ergothioneine mencapai 657 mg/L selepas 216 jam penapaian, menunjukkan bahawa enzim utama dan peraturan berkaitannya boleh menjejaskan sintesis ergothioneine yang cekap.
Sebagai tambahan kepada pengawalseliaan enzim utama, pengubahsuaian dan pengoptimuman laluan sintesis aminosin prekursor juga merupakan cara yang berkesan untuk meningkatkan kecekapan sintesis ergothioneine. Dua sumber laluan sintesis ergothioneine yang berbeza telah dinyatakan secara heterolog dalam Escherichia coli, yang boleh meningkatkan pengeluaran ergothioneine. Melalui strategi pengubahsuaian ini, pengumpulan ergothioneine mencapai 710.53 mg/L selama 108 jam menggunakan tangki 3 L untuk penapaian kelompok penambahan.
Sebagai alternatif, strain penghasil sistein yang tinggi diperoleh dengan mengaktifkan sistem sintesis dan rembesan sistein dalam E. coli. Gen enzim utama sintesis telah diklon ke dalam strain ini dan gen yang mempengaruhi sintesis metionin telah tersingkir. Menggunakan terikan yang diubah suai untuk menapai dalam penapai 3 L dengan suplemen seperti histidin, metionin, dan Na2S2O3, hasilserbuk ergothioneine pukalmencapai 1.3 g/L selama 216 jam. Ini adalah tahap penapaian tertinggi penyediaan ergothioneine oleh penapaian kulat kejuruteraan yang dilaporkan secara terbuka.
● Penyediaan ergothioneine oleh kulat diubah suai biologi sintetik
Sintesis ergothioneine kulat melibatkan dua enzim utama. Ini boleh memudahkan peraturan metabolik laluan sintetik. Pada masa hadapan, ia mungkin menjadi tumpuan utama sintesis heterologus ergothioneine. Gen sintesis ergothioneine Pulsatilla vulgaris dinyatakan secara heterolog dalam Aspergillus oryzae. Ergothioneine telah disediakan melalui penapaian keadaan pepejal menggunakan bakteria kejuruteraan ini, dan hasilserbuk ergothioneine pukalselepas pengoptimuman penapaian ialah 231 mg/kg. 20-peningkatan kali ganda dalam tahap sintesis ergothioneine telah dicapai berbanding penapaian sebelumnya.
Tahap penapaian tertinggi ergothioneine yang dihasilkan oleh mikobakteria semula jadi adalah melebihi 500 mg/L. Tempoh penapaian biasanya 10-20 d. Tempoh penapaian bakteria kejuruteraan boleh dikawal kepada 3-9 d. Tahap penapaian tertinggi ialah 1.3 g/L. Walau bagaimanapun, produk itu perlu dibersihkan dan digunakan.
Pada masa hadapan, kami akan terus meneroka dan mengoptimumkan unsur-unsur ciri sintesis ergothioneine, dan menganalisis mekanisme genetik terikan untuk pengeluaran ergothioneine yang tinggi.
Di satu pihak, kami akan menyediakan panduan teori untuk pengoptimuman proses penapaianserbuk ergothioneine pukal. Sebaliknya, kami akan menambah baik sel casis dengan bantuan teknologi biologi sintetik untuk mengoptimumkan keserasian komponen sintesis ergothioneine dengan sel casis. Digabungkan dengan model rangkaian metabolik, kami boleh mengoptimumkan ekspresi enzim utama dan membina kilang sel untuk sintesis ergothioneine dengan lebih cekap.
Guanjie Biotech menghasilkanserbuk ergothioneine pukal, yang ialah serbuk putih. Produk kami menggunakan kaedah HPLC. Kami boleh menguji oleh makmal kami atau kami boleh menyediakan ujian pihak ketiga. Selamat datang untuk menyiasat kami:info@gybiotech.com.
Referen
[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. Biologi ergothioneine, nutraseutikal antioksidan. Nutr Res Rev, 2020, 33(2): 190-217. DOI:10.1017/S0954422419000301
[3],Xu JZ, Yadan JC. Sintesis l-(+)-ergothioneine. 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. Pengekstrakan akueus ergothioneine daripada miselia Pleurotus ostreatus dan ketetapan pengumpulan ergothioneine semasa penapaian terendam. Penyelidikan & Ulasan: Jurnal Mikrobiologi dan Bioteknologi, 2016, 5(1): 1-8.
