Guanjie Biotech on airtotavarana ergothioneiinijauhettatoimittaja. Puhutaanpa siitä tänään. Ergotioniini (EGT) on luonnollinen antioksidantti, jota ihmiskeho ei itse pysty syntetisoimaan. Sillä on ainutlaatuisia solufysiologisia suojatoimintoja, kuten vapaiden radikaalien poistaminen, myrkkyjen poisto, DNA:n biosynteesin ylläpitäminen, normaali solujen kasvu, soluimmuniteetti, säteilyn esto, valkaisu ja ikääntymisen esto.Bulkki ergothioneiinijauhe(EGT) sillä on laaja käyttömahdollisuus elintarvike-, kosmetiikka-, terveysvaikutteisten elintarvikkeiden ja biolääketieteen aloilla. Mutta samalla luonnollisena antioksidanttina se on turvallinen ja myrkytön, mikä tekee siitä myös kuuman pisteen nykyisessä teollisuuden kehityksessä.
Ergotioniinijauheen valmistusmenetelmät
Valmistusmenetelmätirtotavarana ergothioneiinijauhettasisältää luonnollisen biologisen uuttamisen, kemiallisen synteesin ja biosynteesin [3-4]. Kemiallinen synteesimenetelmä on vaikea valmistaa ja kallis, eikä turvallisuutta voida taata. Luonnollisella biouuttomenetelmällä on alhainen saanto ja korkeat kustannukset. Se rajoittaa ergothioneiinin käyttöä. Sen biosynteesimenetelmän etuna on alhaiset kustannukset ja raaka-aineiden helppo saatavuus.
● Ergotioniinin kiteytyminen ja kemiallinen kaava
Synteettisen biologian nousun myötä ergotioniinin saantoa voidaan tehokkaasti lisätä fermentaatiokeinoilla, kuten metabolisella modulaatiolla. Tämä varmistaa tuotteen turvallisuuden ja laajentaa käyttöaluettairtotavarana ergothioneiinijauhetta. Siksi luonnollisten syötävien mykoritsasienten käytöstä fermentaatioon ja muuntamiseen konstruoitujen bakteerien rakentamiseksi on tullut tulevaisuuden kehityssuunta ergothioneiinin valmistuksessa.
● Synteettisen biologian vaikutukset ergotioniinin saantoon
Luonnollisten mykoritsasienten käymisteknologian parantaminenirtotavarana ergothioneiinijauhettatuotantoa
Useiden luonnollisten mykorritsasienten on havaittu pystyvän syntetisoimaan ergotioniinia. Näitä ovat enoki-sienet, shiitake-sienet, shiitake-sienet, reishi-sienet, porcini-sienet, Agaricus bisporus-sienet, amygdalus-sienet ja kultapäälliset sivuvarsisienet.
Syntetisointiprosessin tutkimuksessairtotavarana ergothioneiinijauhettamyksomykeettien fermentoinnilla havaittiin, että erilaisten aminohappojen ja eri pitoisuuksien vaikutukset ergothioneiinin synteesiin ja kertymiseen vaihtelivat suuresti. Niistä metioniinilla oli ilmeisin edistävä vaikutus ergotioniinin kertymiseen. Sen jälkeen kysteiini ja histidiini. Ergotioniinituotannon fermentaatioprosessia tutkittiin käyttämällä pääaineena shiitake-sienirihmastoa.
Kun hiilen lähde oli 25 g/l fruktoosia ja 1 g/l asparagiinihappoa, saanto saavutti 1,89 mg/g DW. Kun elatusaineeseen lisättiin 2 mmol/l metioniinia, ergotioniinin tuotanto rihmastossa oli 1,8 kertaa suurempi 15 päivän fermentaation jälkeen. Ergotioniinin tuotantoprosessin tutkimiseksi fermentoimalla mantelisienirihmastoa 10 l:n tankkimittakaavassa, viljelyalustaan lisättiin 4 mmol/L histidiiniä, 1 mmol/L kysteiiniä ja 1 mmol/L metioniinia.
Sisältöirtotavarana ergothioneiinijauhettarihmastossa 18. -20käymispäivänä oli noin 64,2 mg/l. Ergotioniinifermentaation optimaaliset hiilen ja typen lähteet olivat glukoosi ja tryptoni, joita optimoitiin edelleen elatusaineoptimoinnilla. Ergotioniini valmistettiin syväfermentaatiolla käyttämällä kultapäällistä sideroforirihmastoa. Samanaikaisesti lisättiin 8 mmol/l kysteiiniä, 4 mmol/L histidiiniä ja 0,5 mmol/l metioniinia, ja ergotioniinin pitoisuus rihmastossa saavutti 97,69 mg/l 16 vuorokauden fermentaatiossa.
Aminohappojen, prekursorien ja eksogeenisten ravitsemustekijöiden vaikutusten perusteella ergothioneiinin synteesiin ja kertymiseen seulottiin litteä sienikanta, jolla on korkea ergothioneiinituotanto. Ja syvä käymisen hallintastrategia ergothioneiinin korkean intensiteetin kertymiselle luotiin. Lisäksi, koska suurin osa mikro-organismien syntetisoimasta ergothioneiinista kertyy solunsisäisesti, se voidaan havaita ja hyödyntää vain siirtämällä se solunulkoiseen. Tuotanto- ja tuoteturvallisuusvaatimusten täyttämiseksi useilla aloilla on myös kehitetty solunsisäiselle ergotioneiinille kokonaisvesifaasiliuotusprosessi [5].
Bulkki ergothioneiinijauhevalmistettiin fermentoimalla luonnollisia syötäviä mykoritsasieniä, joita ei ollut muunnettu geneettisesti. Suurin etu on kannan ja tuotteen elintarviketurvallisuus. Verrattuna genomiikkaan ja transkriptomiikkaan mykobakteerien metabolomiikkaa on tutkittu suhteellisen vähän. Siksi fermentaatioprosessin metabolomiikan analysointi ja optimointi parantaa entisestään ergotioneiinin fermentaatiokertymätasoa ja alentaa tuotantokustannuksia.
● Ergotioniinin valmistus synteettisellä biologialla modifioiduilla mikro-organismeilla
Ergotioniinin biosynteesireitin ja avainentsyymianalyysin teoreettisen ohjeistuksen perusteella ergothioneiinin biosynteettisten entsyymien heterologinen ilmentyminen toteutui joissakin mallimikro-organismeissa. Tämä muodosti sarjan ergothioneiinilla muokattuja bakteereja, ja fermentaatio optimoitiin lisäämäänirtotavarana ergothioneiinijauhetta120-fold.
Avainentsyymin geeni kloonattiin E. coliin ja muokatut bakteerit lisättiin erätäydennysviljelmään fermentorissa. Fermentaatioalustaa optimoimalla ergotioneiinin saanto saavutti 657 mg/l 216 tunnin fermentaation jälkeen, mikä osoittaa, että avainentsyymi ja siihen liittyvä säätely voivat vaikuttaa ergothioneiinin tehokkaaseen synteesiin.
Avainentsyymien säätelyn lisäksi prekursoriaminosiinin synteesireitin modifiointi ja optimointi on myös tehokas tapa parantaa ergothioneiinin synteesitehokkuutta. Escherichia colissa ilmentyi heterologisesti kaksi erilaista ergotioneiinin synteesireittien lähdettä, mikä voisi parantaa ergotioneiinin tuotantoa. Tällä modifiointistrategialla ergothioneiinin kerääntyminen saavutti arvon 710,53 mg/l 108 tunnin ajan käyttämällä 3 litran säiliötä lisäerän fermentaatioon.
Vaihtoehtoisesti runsaasti kysteiiniä tuottava kanta saatiin aktivoimalla kysteiinin synteesi- ja eritysjärjestelmä E. colissa. Synteesiavainentsyymigeeni kloonattiin tähän kantaan ja metioniinin synteesiin vaikuttava geeni poistettiin. Käytettäessä modifioitua kantaa fermentointiin 3 litran fermentorissa lisäaineiden, kuten histidiinin, metioniinin ja Na2S2O3:n kanssa, saadaanirtotavarana ergothioneiinijauhettasaavutti 1,3 g/l 216 tunnin ajan. Tämä on korkein julkisesti raportoitu ergothioneiinivalmisteen käymisaste manipuloidulla sienifermentaatiolla.
● Ergotioniinin valmistus synteettisesti biologisesti muunnetuilla sienillä
Sienien ergothioneiinin synteesi sisältää kaksi avainentsyymiä. Tämä voisi yksinkertaistaa suuresti synteettisen reitin metabolista säätelyä. Tulevaisuudessa siitä voi tulla ergotioniinin heterologisen synteesin pääpaino. Pulsatilla vulgariksen ergothioneiinin synteesigeeni ilmentyi heterologisesti Aspergillus oryzaessa. Ergotioniini valmistettiin solid-state-fermentoinnilla käyttämällä tätä muokattua bakteeria ja saantoairtotavarana ergothioneiinijauhettafermentaation optimoinnin jälkeen oli 231 mg/kg. Ergotioneiinin synteesin taso oli 20-kertainen edelliseen käymiseen verrattuna.
Luonnollisten mykobakteerien tuottaman ergothioneiinin korkein fermentaatiotaso oli yli 500 mg/l. Käymisaika oli yleensä 10-20 d. Muokatun bakteerin käymisaikaa voitiin kontrolloida 3-9 d. Korkein käymisaste oli 1,3 g/l. Tuote on kuitenkin puhdistettava ja käytettävä.
Jatkossa tutkimme ja optimoimme ergothioneiinin synteesin tunnusomaisia elementtejä ja analysoimme kannan geneettistä mekanismia korkean ergothioneiinin tuotannon kannalta.
Toisaalta annamme teoreettista ohjausta fermentaatioprosessin optimointiinirtotavarana ergothioneiinijauhetta. Toisaalta parannamme alustakennoja synteettisen biologian teknologian avulla optimoimaan ergothioneiinin synteesikomponenttien yhteensopivuutta alustakennojen kanssa. Yhdessä metabolisen verkkomallin kanssa voimme optimoida avainentsyymien ilmentymisen ja rakentaa tehokkaammin solutehtaan ergothioneiinin synteesiä varten.
Guanjie Biotech tuottaairtotavarana ergothioneiinijauhetta, joka on valkoista jauhetta. Tuotteemme käyttävät HPLC-menetelmää. Voimme testata laboratoriossamme tai voimme tarjota kolmannen osapuolen testin. Tervetuloa tiedustelemaan meitä:info@gybiotech.com.
Rviittaus
[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 ai. Ergotioneiinin biologia, antioksidantti ravintoaine. Nutr Res Rev, 2020, 33(2): 190-217. DOI:10.1017/S0954422419000301
[3], Xu JZ, Yadan JC. l-(+)-ergotioniinin synteesi. 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 ai. Ergotioniinin vesiuutto Pleurotus ostreatuksen myseeleistä ja ergothioneiinin kertymisen säännöllisyys upotetun käymisen aikana. Research & Reviews: Journal of Microbiology and Biotechnology, 2016, 5(1): 1-8.
