Guanjie Biotech è unpolvere di ergotioneina sfusafornitore. Ne parliamo oggi. L'ergotioneina (EGT) è un antiossidante naturale che non può essere sintetizzato dal corpo umano stesso. Ha funzioni protettive fisiologiche cellulari uniche come l'eliminazione dei radicali liberi, la disintossicazione, il mantenimento della biosintesi del DNA, la normale crescita cellulare, l'immunità cellulare, l'anti-radiazioni, lo sbiancamento e l'anti-invecchiamento.Ergotioneina in polvere sfusa(EGT) ha un'ampia prospettiva di applicazione nell'industria alimentare, cosmetica, alimentare funzionale e biomedica. Ma allo stesso tempo, in quanto antiossidante naturale, è sicuro e non tossico, il che lo rende anche un punto caldo nell’attuale sviluppo del settore.
Metodi di preparazione della polvere di ergotioneina
Metodi per la preparazione dipolvere di ergotioneina sfusaincludono l'estrazione biologica naturale, la sintesi chimica e la biosintesi [3-4]. Il metodo di sintesi chimica è difficile da preparare e costoso e la sicurezza non può essere garantita. Il metodo di bioestrazione naturale ha una resa bassa e costi elevati. Limita l'applicazione dell'ergotioneina. Il suo metodo di biosintesi presenta i vantaggi del basso costo e della facile disponibilità delle materie prime.
● Cristallizzazione e formula chimica dell'ergotioneina
Con l'avvento della biologia di sintesi, la resa dell'ergotioneina può essere effettivamente aumentata mediante mezzi di fermentazione come la modulazione metabolica. Ciò garantisce la sicurezza del prodotto e amplia lo spazio di applicazionepolvere di ergotioneina sfusa. Pertanto, l'uso di funghi micorrizici commestibili naturali per la fermentazione e la trasformazione per costruire batteri ingegnerizzati è diventato la futura direzione di sviluppo per la preparazione dell'ergotioneina.
● Effetti della biologia sintetica sulla resa in ergotioneina
Miglioramento della tecnologia di fermentazione dei funghi micorrizici naturali perpolvere di ergotioneina sfusaproduzione
È stato scoperto che una varietà di funghi micorrizici naturali sono in grado di sintetizzare l'ergotioneina. Questi includono funghi enoki, funghi shiitake, funghi shiitake, funghi reishi, funghi porcini, funghi Agaricus bisporus, funghi amigdalus e funghi sidearm dalla sommità dorata.
Nello studio del processo di sintesipolvere di ergotioneina sfusamediante fermentazione dei mixomiceti, si è scoperto che gli effetti di diversi tipi e diverse concentrazioni di aminoacidi sulla sintesi e sull'accumulo di ergotioneina variavano notevolmente. Tra questi, la metionina ha avuto l’effetto di promozione più evidente sull’accumulo di ergotioneina. Seguono cisteina e istidina. Il processo di fermentazione della produzione di ergotioneina è stato studiato utilizzando il micelio del fungo shiitake come corpo principale.
Quando la fonte di carbonio era 25 g/L di fruttosio e 1 g/L di acido aspartico, la resa ha raggiunto 1,89 mg/g DW. Quando al terreno sono state aggiunte 2 mmol/L di metionina, la produzione di ergotioneina nel micelio è risultata 1,8 volte superiore dopo 15 giorni di fermentazione. Per studiare il processo di produzione dell'ergotioneina mediante fermentazione del micelio di funghi di mandorla in un serbatoio da 10 L, al terreno di coltura sono stati aggiunti 4 mmol/L di istidina, 1 mmol/L di cisteina e 1 mmol/L di metionina.
Il contenuto dipolvere di ergotioneina sfusanel micelio il 18-20 giorno di fermentazione era di circa 64,2 mg/L. Le fonti ottimali di carbonio e azoto per la fermentazione dell'ergotioneina erano glucosio e triptone, che sono stati ulteriormente ottimizzati mediante l'ottimizzazione del mezzo. L'ergotioneina è stata preparata mediante fermentazione profonda utilizzando il micelio sideroforo dalla sommità dorata. Allo stesso tempo, sono stati aggiunti 8 mmol/L di cisteina, 4 mmol/L di istidina e 0,5 mmol/L di metionina e il contenuto di ergotioneina nel micelio ha raggiunto 97,69 mg/L a 16 giorni di fermentazione.
Sulla base degli effetti di aminoacidi, precursori e fattori nutrizionali esogeni sulla sintesi e l'accumulo di ergotioneina, è stato selezionato un ceppo di funghi piatti con elevata produzione di ergotioneina. È stata inoltre stabilita una strategia di controllo profondo della fermentazione per l'accumulo ad alta intensità di ergotioneina. Inoltre, poiché la maggior parte dell'ergotioneina sintetizzata dai microrganismi si accumula a livello intracellulare, può essere rilevata e utilizzata solo spostandola a livello extracellulare. Al fine di soddisfare i requisiti di sicurezza della produzione e della sicurezza del prodotto in diversi campi, è stato inoltre istituito un processo di lisciviazione in fase acquosa totale per l'ergotioneina intracellulare [5].
Ergotioneina in polvere sfusaè stato preparato mediante fermentazione di funghi micorrizici commestibili naturali che non erano stati geneticamente modificati. Il vantaggio più grande è la sicurezza alimentare del ceppo e del prodotto. Rispetto alla genomica e alla trascrittomica, la metabolomica dei micobatteri è stata relativamente poco studiata. Pertanto, l'analisi e l'ottimizzazione della metabolomica del processo di fermentazione miglioreranno ulteriormente il livello di accumulo di fermentazione dell'ergotioneina e ridurranno i costi di produzione.
● Preparazione dell'ergotioneina da parte di microrganismi modificati mediante biologia di sintesi
Sulla base della guida teorica della via biosintetica dell'ergotioneina e dell'analisi degli enzimi chiave, l'espressione eterologa degli enzimi biosintetici dell'ergotioneina è stata realizzata in alcuni microrganismi modello. Questo ha costruito una serie di batteri ingegnerizzati con l'ergotioneina e la fermentazione è stata ottimizzata per aumentarne la resapolvere di ergotioneina sfusaper 120-volte.
Il gene per l'enzima chiave è stato clonato in E. coli e i batteri ingegnerizzati sono stati applicati a una coltura di rifornimento batch in un fermentatore. Ottimizzando il mezzo di fermentazione, la resa di ergotioneina ha raggiunto 657 mg/L dopo 216 ore di fermentazione, indicando che l'enzima chiave e la sua relativa regolazione potrebbero influenzare l'efficiente sintesi dell'ergotioneina.
Oltre alla regolazione degli enzimi chiave, anche la modifica e l'ottimizzazione del percorso di sintesi del precursore dell'aminosina rappresentano un modo efficace per migliorare l'efficienza della sintesi dell'ergotioneina. Due diverse fonti di vie di sintesi dell'ergotioneina sono state espresse eterologa in Escherichia coli, il che potrebbe migliorare la produzione di ergotioneina. Con questa strategia di modifica, l'accumulo di ergotioneina ha raggiunto 710,53 mg/L per 108 ore utilizzando un serbatoio da 3 L per la fermentazione batch di rifornimento.
In alternativa, è stato ottenuto un ceppo ad alta produzione di cisteina attivando il sistema di sintesi e secrezione di cisteina in E. coli. Il gene dell'enzima chiave per la sintesi è stato clonato in questo ceppo e il gene che influenza la sintesi della metionina è stato eliminato. Utilizzando il ceppo modificato per fermentare in un fermentatore da 3 L con integratori come istidina, metionina e Na2S2O3, la resa dipolvere di ergotioneina sfusaraggiunto 1,3 g/L per 216 ore. Questo è il più alto livello di fermentazione della preparazione dell'ergotioneina mediante fermentazione fungina ingegnerizzata pubblicamente riportato.
● Preparazione dell'ergotioneina mediante funghi modificati in biologia sintetica
La sintesi dell'ergotioneina fungina coinvolge due enzimi chiave. Ciò potrebbe semplificare notevolmente la regolazione metabolica della via sintetica. In futuro, potrebbe diventare l'obiettivo principale della sintesi eterologa dell'ergotioneina. Il gene della sintesi dell'ergotioneina di Pulsatilla vulgaris era espresso eterologa in Aspergillus oryzae. L'ergotioneina è stata preparata mediante fermentazione allo stato solido utilizzando questo batterio ingegnerizzato e la resa dipolvere di ergotioneina sfusadopo l'ottimizzazione della fermentazione era di 231 mg/kg. È stato ottenuto un aumento di 20-volte nel livello di sintesi dell'ergotioneina rispetto alla fermentazione precedente.
Il livello di fermentazione più alto di ergotioneina prodotto dai micobatteri naturali era superiore a 500 mg/L. Il periodo di fermentazione era solitamente 10-20 d. Il periodo di fermentazione del batterio ingegnerizzato potrebbe essere controllato fino a 3-9 d. Il livello di fermentazione più alto è stato di 1,3 g/L. Tuttavia, il prodotto deve essere purificato e utilizzato.
In futuro, esploreremo e ottimizzeremo ulteriormente gli elementi caratteristici della sintesi dell'ergotioneina e analizzeremo il meccanismo genetico del ceppo per la produzione elevata di ergotioneina.
Da un lato forniremo indicazioni teoriche per l'ottimizzazione del processo di fermentazionepolvere di ergotioneina sfusa. D'altra parte, miglioreremo le cellule del telaio con l'aiuto della tecnologia della biologia sintetica per ottimizzare la compatibilità dei componenti di sintesi dell'ergotioneina con le cellule del telaio. In combinazione con il modello della rete metabolica, possiamo ottimizzare l’espressione degli enzimi chiave e costruire una fabbrica cellulare per la sintesi dell’ergotioneina in modo più efficiente.
Guanjie Biotech producepolvere di ergotioneina sfusa, che è polvere bianca. I nostri prodotti utilizzano il metodo HPLC. Possiamo eseguire test presso il nostro laboratorio oppure possiamo fornire test di terze parti. Benvenuti a contattarci:info@gybiotech.com.
Referenza
[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 dell'ergotioneina, un nutraceutico antiossidante. Nutr Res Rev, 2020, 33(2): 190-217. DOI:10.1017/S0954422419000301
[3],Xu JZ, Yadan JC. Sintesi della 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. Estrazione acquosa dell'ergotioneina dal micelio di Pleurotus ostreatus e regolarità dell'accumulo di ergotioneina durante la fermentazione sommersa. Ricerca e recensioni: Journal of Microbiology and Biotechnology, 2016, 5(1): 1-8.
