CN109055291A - 用于合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法 - Google Patents

用于合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109055291A
CN109055291A CN201810857458.7A CN201810857458A CN109055291A CN 109055291 A CN109055291 A CN 109055291A CN 201810857458 A CN201810857458 A CN 201810857458A CN 109055291 A CN109055291 A CN 109055291A
Authority
CN
China
Prior art keywords
segment
recombinant
fliy
pet
recombinant plasmid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810857458.7A
Other languages
English (en)
Inventor
许激扬
赵玉成
王郑隆
徐继嗣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhangjiagang Ht Pharma Co Ltd
Original Assignee
Zhangjiagang Ht Pharma Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhangjiagang Ht Pharma Co Ltd filed Critical Zhangjiagang Ht Pharma Co Ltd
Priority to CN201810857458.7A priority Critical patent/CN109055291A/zh
Publication of CN109055291A publication Critical patent/CN109055291A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/93Ligases (6)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K5/00Peptides containing up to four amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K5/02Peptides containing up to four amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof containing at least one abnormal peptide link
    • C07K5/0215Peptides containing up to four amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof containing at least one abnormal peptide link containing natural amino acids, forming a peptide bond via their side chain functional group, e.g. epsilon-Lys, gamma-Glu
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins
    • C12P21/02Preparation of peptides or proteins having a known sequence of two or more amino acids, e.g. glutathione
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y603/00Ligases forming carbon-nitrogen bonds (6.3)
    • C12Y603/02Acid—amino-acid ligases (peptide synthases)(6.3.2)
    • C12Y603/02003Glutathione synthase (6.3.2.3)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于合成谷胱甘肽的重组菌,所述的重组菌包括第一重组质粒和第二重组质粒,所述的第一重组质粒包括GS片段和pET‑22b载体片段,所述的第二重组质粒包括fliY片段和pET‑28a载体片段。本发明的重组菌可以明显地提高谷胱甘肽生产量,从而提高了原料利用率,降低了生产成本和能耗,为进一步研究谷胱甘肽产量建立一种方法,为其产业化生产奠定一种基础。

Description

用于合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法
技术领域
本发明属于生物工程技术领域,具体涉及一种用于合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法。
背景技术
谷胱甘肽(γ-L-glutamyl-cysteinyl-glycine,GSH)是一类广泛存在于动植物和微生物体内的一类重要的非蛋白巯基化合物,具有还原型和氧化性两种状态。GSH由谷氨酸、半胱氨酸、和甘氨酸三种氨基酸通过肽键形成。GSH相对分子量为307.33,晶体呈现无色透明状,等电点为5.93,易溶于水、液氨、低浓度乙醇,但不溶于醇、醚等有机溶剂中。
GSH分子具有γ-谷氨酰基和活性巯基两种基团,是GSH发挥多种重要的生理功能的基础。GSH主要以还原型状态存在于细胞当中,发挥着与多种化学物质及其代谢产物结合,清除体内氧自由基以保护细胞免受活性氧复合物损伤的功能。GSH还能保护肝细胞膜、抗氧化,解毒、维持动物体内抗坏血酸平衡的功能。除了在生理上发挥着重要的功能,GSH也被广泛应用于食品领域,其可以提高食品的保质期,抑制肉食类和鱼类的核酸分解,促进铁、无机形式硒和钙等的吸收。此外,由于GSH能延缓衰老,保护皮肤等功能,所以其化妆品领域也发挥着及其重要的作用。
GSH有多种来源,但主要有下面几种方法:化学合成法、固定酶酶法生产、从谷物中分离GSH和微生物发酵法等。化学合成法由于活性产物不易分离,需要化学拆分等技术,以此该方法逐渐被别的方法所取代,从谷物中分离GSH的经济效益并不高,只是为得到GSH提供了多一种来源,酶法生产的特点是在体外利用固定化酶将三种基础氨基酸合成所需的GSH,但是由于该技术难度高,酶的活性易收到外界环境的影响,因此也逐渐被取代。与前面几种方法不同的是,生物发酵法可以有多种宿主菌生产GSH,包括大肠杆菌、酵母等。由于近年来随着生物技术的发展,多种生物体内合成GSH的酶被发现,因此可以给予GSH合成提供多种途径,故此由微生物发酵法逐渐成为了合成GSH的主要方法。
微生物发酵法的特点是,将外源的GSH合成酶通过质粒导入到大肠杆菌或者酵母细胞中,使GSH合成酶过表达,大量合成的酶能够促进三种氨基酸向GSH的转化,但是由于细胞体内的氨基酸数量有限,因此需要在合成GSH的过程中加入额外的氨基酸以提高产量。另一方面,由于大量的外源氨基酸会抑制细胞对氨基酸的吸收,因此需要通过进一步对细胞进行改造,通过加入一些促进细胞对外源氨基酸吸收的基因以提高胞内的氨基酸含量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够高效合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法。
为解决以上技术问题,本发明采取如下技术方案:
本发明的一个目的是提供一种用于合成谷胱甘肽的重组菌,所述的重组菌包括第一重组质粒和第二重组质粒,所述的第一重组质粒包括GS片段和pET-22b载体片段,所述的第二重组质粒包括fliY片段和pET-28a载体片段。
本发明中的GS基因为谷胱甘肽双功能合成酶基因;本发明中的fliY基因为L-胱氨酸细胞周质底物结合蛋白基因。
优选地,所述的GS片段位于所述的pET-22b载体片段的T7启动子之下;所述的fliY片段位于所述的pET-28a载体片段的T7启动子之下。
优选地,所述的GS片段的DNA序列与SEQ ID NO.1所示序列至少具有80%的同源性;进一步优选为具有85%以上的同源性,更优选为具有90%以上的同源性,再优选为具有95%以上的同源性,最优选为SEQ ID NO.1所示序列。
优选地,所述的fliY片段的DNA序列与SEQ ID NO.2所示序列至少具有80%的同源性,进一步优选为具有85%以上的同源性,更优选为具有90%以上的同源性,再优选为具有95%以上的同源性,最优选为SEQ ID NO.2所示序列。
优选地,所述的第一重组质粒包括卡那霉素抗性基因片段和氨苄青霉素抗性基因片段中的一种;所述的第二重组质粒包括卡那霉素抗性基因片段和氨苄青霉素抗性基因片段中的另一种。
进一步优选地,所述的第一重组质粒包括氨苄青霉素(Amp)抗性基因片段;所述的第二重组质粒包括卡那霉素(Kana)抗性基因片段;该两个抗性基因片段可用以筛选基因重组菌。
优选地,所述的重组菌还包括无卡那霉素抗性和无氨苄青霉素抗性的大肠杆菌。
进一步优选地,所述大肠杆菌为E.coli BL21(DE3)。
本发明的另一个目的是提供一种所述的重组菌的制备方法,将所述的第一重组质粒和所述的第二重组质粒转化入无卡那霉素抗性和无氨苄青霉素抗性的大肠杆菌中,获得所述的重组菌。
优选地,所述的第一重组质粒的制备方法为:
A)PCR扩增获得GS片段;
B)将所述的GS片段克隆入pET-22b中,得到所述的第一重组质粒。
优选地,所述的第二重组质粒的制备方法为:
A)PCR扩增获得fliY片段;
B)将所述的fliY片段克隆入pET-28a载体片段中,得到所述的第二重组质粒。
本发明的第三个目的是提供一种谷胱甘肽的合成方法,通过对所述的重组菌进行培养,得到所述的谷胱甘肽。
优选地,所述的培养的温度为25~37℃,诱导剂的浓度为0.1~1mmol/L;诱导剂的添加时间为3~5小时,培养基中的碳源为浓度为1~50g/L的葡萄糖、蔗糖或果糖;氮源为浓度为1~50g/L的(NH4)2SO4、NH4Cl或牛肉膏;微量元素为浓度为5~500mg/L的MgSO4、ZnSO4或MnSO4;培养时间为6~24小时。
进一步优选地,所述的培养的温度为25~26℃,诱导剂的浓度为0.8~1mmol/L;诱导剂的添加时间为4.5~5小时,培养基中的碳源为浓度为20~30g/L的果糖;氮源为浓度为1~25g/L的(NH4)2SO4或牛肉膏;微量元素为浓度为5~500mg/L的MgSO4、ZnSO4或MnSO4;培养时间为20~24小时。
由于以上技术方案的实施,本发明与现有技术相比具有如下优点:
本发明的重组菌可以明显地提高谷胱甘肽生产量,从而提高了原料利用率,降低了生产成本和能耗,为进一步研究谷胱甘肽产量建立一种方法,为其产业化生产奠定一种基础。
附图说明
图1是pET-22b-GS质粒图谱的示意图。
图2是pET-28a-fliY质粒图谱示意图,fliY位于T7强启动子下。
图3是PCR扩增获GS的检测结果,其中泳道1为GS PCR扩增产物,M是蛋白标准分子量。
图4是PCR扩增获fliY的检测结果,其中泳道1为fliY PCR扩增产物,M是蛋白标准分子量。
图5是GS基因和fliY基因蛋白表达的SDS-PAGE结果,其中2泳道为GS和fliY蛋白,1泳道为未加诱导剂,M是蛋白标准分子量。
图6是三种谷胱甘肽工程菌不同诱导条件下谷胱甘肽产量结果。
图7是GSH-GS-fliY工程菌不同碳源下谷胱甘肽产量结果。
图8是GSH-GS-fliY工程菌不同氮源下谷胱甘肽产量结果。
图9是GSH-GS-fliY工程菌不同微量元素浓度下谷胱甘肽产量结果。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明作进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
以下实施例中为注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,如《分子克隆:实验室手册》(New York:CoLd Spring Harbor Laboratory Press,1989)中所述的条件或厂商提供的方案进行。
在本发明的下述实施例中,使用的胶回收试剂盒、质粒提取试剂盒、基因组提取试剂盒均购自生工生物公司。
在本发明的下述实施例中,使用的ClonExpressⅡ,Turbo保真酶来自南京诺唯赞生物科技有限公司。Nco I,Xho I,Nde I,BamH I,DNA Marker,均购自TAKARA公司。
在本发明的下述实施例中,使用的表达载体pET-22b、pET-28a,菌种E.coli BL21(DE3)、E.coli DH5α,为中国药科大学生命中心实验室保存,其中菌种E.coli BL21(DE3)的ATCC编号为BAA-1025TM
在本发明的下述实施例中,使用的E.coli BL21(DE3)感受态细胞、E.coli DH5α感受态细胞,按照Invitrogen公司Pichia Expression Kit手册中提供的方法进行。
在本发明的下述实施例中,使用的LB液体培养基的配方为:1%胰蛋白栋,0.5%酵母浸粉,1%NaCl;使用的摇瓶发酵培养基的配方为:1%胰蛋白栋,0.5%酵母浸粉,1%NaCl。配置固体LB平板培养基时,按照上述配方添加2%琼脂粉。
在本发明的下述实施例中,感受态细胞的制备和转化,按照《分子克隆:实验室手册》提供的方法进行。
实施例1两个表达质粒的构建
1.1引物设计
根据NCBI报道的GS和fliY序列,设计以下2对引物用以扩增GS和fliY基因:
GS-F:5’-CAGCCGGCGATGGCCATGGATATGATCATCGATCGTCTGC-3’
(SEQ ID NO.3)
GS-R:5’-TGGTGGTGGTGGTGCTCGAGCGGAAACAGTTTTGCCAGAA-3’(SEQ ID NO.4)
fliY-F:5’-CTGGTGCCGCGCGGCAGCCATATGAAATTAGCACATCTGGG-3’(SEQ ID NO.5)
fliY-R:5’-CGACGGAGCTCGAATTCGGATCCTTTGGTCACATCAGCACC-3’(SEQ ID NO.6)
其中GS-F和GS-R用于扩增GS编码区;fliY-F和fliY-R用于扩增fliY编码区;GS-F,GS-R,fliY-F和fliY-R引物的下划线表示分别在引物上引入Nco I,Xho I,Nde I和BamH I酶切位点。GS-F和GS-R与pET-22b同源的部分用于将GS基因克隆到pET-22b载体上。fliY-F和fliY-R与pET-28a同源的部分用于将fliY基因克隆到pET-28a载体上。
1.2PCR扩增GS序列
利用生工质粒提取试剂盒对大肠杆菌DH5α抽提得到pMD19-T-GS载体。
以pMD19-T-GS载体为模板,以步骤1.1中设计的GS-F和GS-R为引物对,进行PCR扩增,具体如下:
扩增GS的反应体系为:Turbo保真酶50μL,上下游引物(10μM)各4μL,加入去离子水40μl,1μL的pMD19-T-GS至体系总体积为100μL。
扩增反应条件为:95℃4min;95℃30s,55℃30s,72℃1min,34个循环;72℃10min;4°∞,30个循环。
PCR扩增产物进行凝胶电泳检测,检测结果如图3所示。获得的产物的大小约为2247bp,与GS预期产物大小相似。
1.3PCR扩增fliY序列
用基因组提取试剂盒对大肠杆菌K12基因组抽提,得到大肠杆菌K12基因组。
以大肠杆菌K12基因组为模板,分别以步骤1.1中设计的fliY-F和fliY-R为引物对,进行PCR扩增,具体如下:
扩增fliY的反应体系均为:Turbo保真酶50μL,上下游引物(10μM)各4μL,加入去离子水40μl,2μL的E.coli K12基因组,至体系总体积为100μL。
扩增反应条件均为:95℃4min;95℃30s,55℃30s,72℃1min,34个循环;72℃10min;4°∞,30个循环。
PCR扩增产物分别进行凝胶电泳检测,检测结果如图4所示。获得的产物的大小约为800bp,符合fliY产物的预期大小。
1.4表达载体的构建
1.4.1对步骤1.2PCR扩增后的产物酶切
选择NcoI和XhoI两个限制酶,对步骤1.2PCR扩增后的产物进行酶切,反应体系如下:NcoI 2μl;XhoI 2μll;步骤1.2PCR扩增后的产物1μg;10×K Buffer 10μl;加水至100μl。37℃水浴酶切1小时。对酶切产物进行胶回收得到GS片段,用以随后的克隆。该GS片段的DNA序列如SEQ ID NO.1所示。
1.4.2对步骤1.3PCR扩增后的产物酶切
选择Nde I和BamH I两个限制酶,对步骤1.3PCR扩增后的产物进行酶切,反应体系如下:Nde I 2μl;BamH I 2μl;步骤1.3PCR扩增后的产物1μg;10×K Buffer 10μl;加水至100μl。37℃水浴酶切1小时。对酶切产物进行胶回收得到fliY片段,用以随后的克隆。该fliY片段的DNA序列如SEQ ID NO.2所示。
1.4.3pET-22b和pET-28a表达载体的构建
将实验室保存的含有pET-28a及pET-22b的大肠杆菌E.coli DH5α接种于LB液体培养基中进行过夜培养,用以扩增质粒。利用质粒抽提试剂盒对过夜的大肠杆菌进行提质粒,获得的质粒用于酶切。利用Nco I/Xho I双酶切得到表达载体pET-22b,利用Nde I/BamH I双酶切得到表达载体pET-28a,对双酶切产物进行胶回收。
1.4.4.1GS基因构建在pET-22b上
于低温冰水浴中配置如下所示反应体系5×CEⅡBuffer 4μl;Ⅱ2μl;pET-22b线性载体50ng;GS片段200ng;加水至20μl。配置中如果有液体粘黏管壁的情况,可通过短暂离心的方法处理。
体系配置完成后,用移液枪反复上下轻轻吹打,重复步骤直至混匀各部分,操作的时候避免产生气泡。置于37℃环境下反应30min。反应完成时,立即将反应管置于冷水浴中低温冷却,所得产物片段置于-20℃环境中保存,用于后续试验。
将连接产物转化入无卡那霉素和氨苄青霉素抗性的宿主菌E.coli DE3,并涂布含100mg/ml氨苄青霉素的固体LB平板,37℃培养至转化子长出。挑取阳性的转化子鉴定,根据鉴定结果,最终获得含有pET-22b-GS重组质粒的大肠杆菌,其质粒图谱如图1所示,检测结果如图5所示;该含有pET-22b-GS重组质粒的大肠杆菌按1:1的体积比加入40%的甘油,-80℃保存。
1.4.4.2fliY基因构建在pET-28a上
于低温冰水浴中配置如下所示反应体系5×CEⅡBuffer 4μl;Ⅱ2μl;pET-28a载体50ng;fliY片段200ng;加水至20μl。配置中如果有液体粘黏管壁的情况,可通过短暂离心的方法处理。
体系配置完成后,用移液枪反复上下轻轻吹打,重复步骤直至混匀各部分,操作的时候避免产生气泡。置于37℃环境下反应30min。反应完成时,立即将反应管置于冷水浴中低温冷却,所得产物片段置于-20℃环境中保存,用于后续试验。
将连接产物转化入无卡那霉素和氨苄青霉素抗性的宿主菌E.coli DE3,并涂布含50mg/ml卡那霉素的固体LB平板,37℃培养至转化子长出。挑取阳性的转化子鉴定,根据鉴定结果,最终获得含有pET-28a-fliY重组质粒的大肠杆菌,其质粒图谱如图2所示,检测结果如图5所示;该含有pET-28a-fliY重组质粒的大肠杆菌按1:1的体积比加入40%的甘油,-80℃保存。
实施例2表达质粒转化合成谷胱甘肽菌株
将实施例1制得的含有pET-22b-GS重组质粒的大肠杆菌和含有pET-28a-fliY重组质粒的大肠杆菌分别接种于LB液体培养基当中过夜培养,利用质粒抽提试剂盒对过夜的含有pET-22b-GS重组质粒的大肠杆菌菌液提质粒。利用大肠杆菌感受态制备标准流程将含pET-28a-fliY重组质粒的大肠杆菌制备成感受态。将pET-22b-GS质粒转化到pET-28a-fliY大肠杆菌感受态当中,并涂布同时含有100mg/ml氨苄青霉素和50mg/ml卡那霉素的固体LB平板,37℃培养至转化子长出。其中大肠杆菌是无卡那霉素和氨苄青霉素抗性菌株,不能在含有卡那霉素和氨苄青霉素的固体LB平板上生长,因此,平板上长出的转化子均为转化了pET-22b-GS和pET-28a-fliY质粒的大肠杆菌,将含有pET-22b-GS和pET-28a-fliY质粒的大肠杆菌按1:1的体积比加入40%的甘油,-80℃保存。
将含有pET-22b-GS和pET-28a-fliY质粒的大肠杆菌命名GSH-GS-fliY(即实施例2制得的重组菌),将含有pET-22b-GS的大肠杆菌命名为22b-GS(即实施例1步骤1.4.4.1制得含有pET-22b-GS重组质粒的大肠杆菌),将含有pET-28a-fliY质粒的大肠杆菌命名28a-fliY(即实施例1步骤1.4.4.2制得含有pET-28a-fliY重组质粒的大肠杆菌),分别测定三种菌株在不同条件下的GSH合成效果。
实施例3 22b-GS,28a-fliY,GSH-GS-fliY摇瓶发酵谷胱甘肽
将22b-GS,28a-fliY,GSH-GS-fliY三种甘油菌按照1%的接种量接种于LB液体培养基中,加入占LB液体培养基千分之一体积的抗生素。摇瓶培养过夜。
分别取1%体积的菌液转接入LB培养基中,采用正交试验L9(34)对温度(℃)、IPTG添加量(mM)、IPTG起始添加时间(h)和反应时间(h)进行优化,试验设计如下表1。利用四氧嘧啶法检测GSH的含量,检测结果如图6,结果表明三种菌株中,GSH-GS-fliY的谷胱甘肽平均产量最高,最高可达1043.57mg/L。其中,IPTG起始添加时间是指IPTG在培养反应进行至该时间进行IPTG的添加
表1诱导表达条件优化正交试验因素水平
实施例4GSH-GS-fliY培养条件优化
在反应温度为25℃、IPTG添加量为1mM、IPTG添加时间为5h,反应时间为24h的条件下,以谷胱甘肽产量最高的菌株GSH-GS-fliY为对象,研究其在加入不同种类的碳源,氮源及微量元素,并按一定比例配制成不同浓度LB液体培养基中,研究其谷胱甘肽产量变化。具体优化方法见表2。
表2LB培养基添加组分的种类与浓度
实施例4-1
LB液体培养基中加入10g/L的蔗糖,10g/L的NH4Cl以及不同浓度和种类的微量元素,进行平行实验,并分别取样检测发酵产物中的谷胱甘肽累积量,其结果如图9所示,优化微量元素后,谷胱甘肽的最高产量可达976.4mg/L。
实施例4-2
LB液体培养基中10mg/L的MgSO4,10g/L的牛肉膏以及不同浓度和种类的碳源,进行平行实验,并分别取样检测发酵产物中的谷胱甘肽累积量,其结果如图7所示,优化碳源后,谷胱甘肽最高产量可达1069.92mg/L。
实施例4-3
LB液体培养基中25g/L的果糖,10mg/L的MgSO4,不同浓度和种类的氮源,进行平行实验,并分别取样检测发酵产物中的谷胱甘肽累积量,其结果如图8所示,优化氮源后,谷胱甘肽最高产量可达1078.85mg/L。
以上对本发明做了详尽的描述,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
序列表
<110> 张家港市华天药业有限公司
<120> 用于合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法
<160> 6
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 2247
<212> DNA
<213> 人工序列(rengongxulie)
<400> 1
atgatcatcg atcgtctgct gcagcgcagt catagtcatc tgccgattct gcaggcaacc 60
tttggtctgg aacgtgaaag tctgcgtatt catcagccga cccagcgtgt tgcacagacc 120
ccgcatccga aaaccctggg cagtcgtaat tatcatccgt atattcagac cgattatagc 180
gaaccgcagc tggaactgat taccccgatt gcaaaagata gccaggaagc aattcgtttt 240
ctgaaagcca ttagcgatgt ggccggtcgc agcattaatc atgatgaata tctgtggccg 300
ctgagtatgc cgccgaaagt gcgtgaagaa gatattcaga ttgcacagct ggaagatgcc 360
tttgaatatg attatcgtaa atacctggag aaaacctatg gcaaactgat tcagagcatt 420
agtggtattc attataacct gggcctgggc caggaactgc tgaccagcct gtttgaactg 480
agccaggcag ataatgcaat tgattttcag aatcagctgt atatgaagct gagtcagaat 540
tttctgcgct atcgttggct gctgacctat ctgtatggtg ccagtccggt ggcagaagaa 600
gattttctgg atcagaaact gaataatccg gttcgcagcc tgcgtaatag tcatctgggc 660
tatgtgaatc ataaagatat tcgtattagc tacaccagtc tgaaagatta tgtgaatgat 720
ctggaaaatg ccgttaaaag tggtcagctg attgcagaaa aagaatttta tagcccggtt 780
cgtctgcgtg gcagtaaagc ctgtcgtaat tatctggaaa aaggtattac ctatctggaa 840
tttcgcacct ttgatctgaa tccgtttagc ccgattggta ttacccagga aaccgttgat 900
accgttcatc tgtttctgct ggccctgctg tggattgata gtagtagtca tattgatcag 960
gatattaagg aagcaaatcg tctgaatgat ctgattgccc tgagccatcc gctggaaaaa 1020
ctgccgaatc aggcacctgt tagcgatctg gttgatgcca tgcagagcgt tattcagcat 1080
tttaatctga gtccgtatta tcaggatctg ctggaaagcg tgaaacgcca gattcagagc 1140
ccggaactga ccgtggccgg tcagctgctg gaaatgattg aaggtctgag cctggaaacc 1200
tttggccagc gtcagggcca gatctatcat gattatgcat gggaagcacc gtatgccctg 1260
aaaggttatg aaacaatgga actgagcacc cagctgctgc tgtttgatgt tattcagaaa 1320
ggtgtgaatt tcgaagttct ggatgaacag gatcagtttc tgaaactgtg gcataatagt 1380
catattgaat acgttaagaa cggtaatatg accagtaaag ataattacat cgtgccgctg 1440
gcaatggcaa ataaggtggt taccaaaaag attctggatg aaaaacattt cccgaccccg 1500
tttggcgatg agtttactga tcgtaaagaa gccctgaatt attttagcca gattcaggat 1560
aaaccgattg ttgtgaaacc gaaaagtacc aattttggtc tgggtattag tatttttaag 1620
accagtgcaa atctggccag ctatgaaaaa gcaattgata ttgcctttac cgaagatagc 1680
gcaattctgg tggaagaata tattgaaggt acagaatatc gctttttcgt tctggaaggc 1740
gattgcattg ccgttctgct gcgtgttgca gcaaatgtgg ttggtgacgg tattcatacc 1800
attagtcagc tggttaaact gaaaaatcag aatccgctgc gtggttatga tcatcgtagc 1860
ccgctggaag tgattgaact gggtgaagtt gaacagctga tgctggaaca gcagggctat 1920
accgttaata gcattccgcc ggaaggtaca aaaattgaac tgcgtcgcaa tagcaatatt 1980
agcaccggcg gtgacagcat tgatgttacc aatacaatgg accctaccta taaacagctg 2040
gcagccgaaa tggcagaagc aatgggtgca tgggtttgcg gtgtggatct gattattccg 2100
aatgccaccc aggcatatag caaagataaa aagaatgcaa cctgcattga actgaatttt 2160
aatccgctga tgtatatgca tacctattgt caggaaggtc cgggccagag tattaccccg 2220
cgtattctgg caaaactgtt tccggaa 2247
<210> 2
<211> 801
<212> DNA
<213> 人工序列(rengongxulie)
<400> 2
atgaaattag cacatctggg acgtcaggca ttgatgggtg tgatggccgt ggcgctggtt 60
gcgggcatga gcgttaaaag ttttgcagat gaaggtctgc ttaataaagt taaagagcgc 120
ggcacgctgc tggtagggct ggaaggaact tatccgccgt tcagttttca gggagatgac 180
ggcaaattaa ccggttttga agtggaattt gcccaacagc tggcaaaaca tcttggcgtt 240
gaggcgtcac taaaaccgac caaatgggac ggtatgctgg cgtcgctgga ctctaaacgt 300
attgatgtgg tgattaatca ggtcaccatt tctgatgagc gcaagaaaaa atacgatttc 360
tcaaccccgt acaccatttc tggtattcag gcgctggtga aaaaaggtaa cgaaggcacc 420
attaaaacag ccgatgatct gaaaggcaaa aaagtggggg tcggtctggg caccaactat 480
gaagagtggc tgcggcagaa tgttcagggc gtcgatgtgc gtacctatga tgatgacccg 540
accaaatatc aggatctgcg cgtagggcgt atcgatgcga tcctcgttga tcgtctggcg 600
gcgctggatc tggtgaagaa aaccaacgat acgctggcag taaccggtga agcattctcc 660
cgtcaggagt ctggcgtggc gctgcgtaaa ggaaatgagg acctgctgaa agcagtgaat 720
gatgcaattg cggaaatgca aaaagatggc actctgcaag ccctttccga aaaatggttt 780
ggtgctgatg tgaccaaata a 801
<210> 3
<211> 40
<212> DNA
<213> 人工序列(rengongxulie)
<400> 3
cagccggcga tggccatgga tatgatcatc gatcgtctgc 40
<210> 4
<211> 40
<212> DNA
<213> 人工序列(rengongxulie)
<400> 4
tggtggtggt ggtgctcgag cggaaacagt tttgccagaa 40
<210> 5
<211> 41
<212> DNA
<213> 人工序列(rengongxulie)
<400> 5
ctggtgccgc gcggcagcca tatgaaatta gcacatctgg g 41
<210> 6
<211> 41
<212> DNA
<213> 人工序列(rengongxulie)
<400> 6
cgacggagct cgaattcgga tcctttggtc acatcagcac c 41

Claims (10)

1.一种用于合成谷胱甘肽的重组菌,其特征在于:所述的重组菌包括第一重组质粒和第二重组质粒,所述的第一重组质粒包括GS片段和pET-22b载体片段,所述的第二重组质粒包括fliY片段和pET-28a载体片段。
2.根据权利要求1所述的用于合成谷胱甘肽的重组菌,其特征在于:所述的GS片段位于所述的pET-22b载体片段的T7启动子之下;所述的fliY片段位于所述的pET-28a载体片段的T7启动子之下。
3. 根据权利要求1所述的用于合成谷胱甘肽的重组菌,其特征在于:所述的GS片段的DNA序列与SEQ ID NO.1所示序列至少具有80%的同源性;所述的fliY片段的DNA序列与SEQID NO.2所示序列至少具有80%的同源性。
4.根据权利要求1所述的用于合成谷胱甘肽的重组菌,其特征在于:所述的第一重组质粒包括卡那霉素抗性基因片段和氨苄青霉素抗性基因片段中的一种;所述的第二重组质粒包括卡那霉素抗性基因片段和氨苄青霉素抗性基因片段中的另一种。
5.根据权利要求1所述的用于合成谷胱甘肽的重组菌,其特征在于:所述的重组菌还包括无卡那霉素抗性和无氨苄青霉素抗性的大肠杆菌。
6. 根据权利要求5所述的用于合成谷胱甘肽的重组菌,其特征在于:所述大肠杆菌为E.coli BL21(DE3)。
7.一种如权利要求1至6中任一项所述的重组菌的制备方法,其特征在于:将所述的第一重组质粒和所述的第二重组质粒转化入无卡那霉素抗性和无氨苄青霉素抗性的大肠杆菌中,获得所述的重组菌。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述的第一重组质粒的制备方法为:
A)PCR扩增获得GS片段;
B)将所述的GS片段克隆入pET-22b中,得到所述的第一重组质粒;
所述的第二重组质粒的制备方法为:
A)PCR扩增获得fliY片段;
B)将所述的fliY片段克隆入pET-28a载体片段中,得到所述的第二重组质粒。
9.一种谷胱甘肽的合成方法,其特征在于:通过对权利要求1至6中任一项所述的重组菌进行培养,得到所述的谷胱甘肽。
10.根据权利要求9所述的合成方法,其特征在于:所述的培养的温度为25~37℃,诱导剂的浓度为0.1~1mmol/L;诱导剂的添加时间为3~5小时,培养基中的碳源为浓度为1~50g/L的葡萄糖、蔗糖或果糖;氮源为浓度为1~50g/L的(NH4)2SO4、NH4Cl或牛肉膏;微量元素为浓度为5~500mg/L的MgSO4、ZnSO4或MnSO4;培养时间为6~24小时。
CN201810857458.7A 2018-07-31 2018-07-31 用于合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法 Pending CN109055291A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810857458.7A CN109055291A (zh) 2018-07-31 2018-07-31 用于合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810857458.7A CN109055291A (zh) 2018-07-31 2018-07-31 用于合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109055291A true CN109055291A (zh) 2018-12-21

Family

ID=64831921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810857458.7A Pending CN109055291A (zh) 2018-07-31 2018-07-31 用于合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109055291A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021100846A1 (ja) * 2019-11-22 2021-05-27 株式会社カネカ 有用物質の製造方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142034A2 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Basf Plant Science Gmbh Plants with increased tolerance and/or resistance to environmental stress and increased biomass production
CN102071171A (zh) * 2009-11-25 2011-05-25 华东理工大学 一种双功能谷胱甘肽合成酶及利用其生产谷胱甘肽的方法
CN102433265A (zh) * 2011-11-03 2012-05-02 镇江市德尔生物制品研究所有限公司 生产还原型谷胱甘肽的重组菌株及其制备方法
CN102586369A (zh) * 2011-01-10 2012-07-18 华东理工大学 一种利用重组大肠杆菌发酵生产谷胱甘肽的方法
CN102911960A (zh) * 2012-11-12 2013-02-06 中国药科大学 一种减弱反馈抑制菌株生产谷胱甘肽的方法
WO2014058830A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 Sutro Biopharma, Inc. Proteolytic inactivation of select proteins in bacterial extracts for improved expression
CN103849639A (zh) * 2014-03-27 2014-06-11 中国药科大学 一种提高半胱氨酸利用率生物合成谷胱甘肽的方法
CN105219822A (zh) * 2015-09-24 2016-01-06 北京化工大学 一种体外酶法生产谷胱甘肽的方法
CN106661601A (zh) * 2014-07-02 2017-05-10 株式会社钟化 氧化型γ‑谷氨酰半胱氨酸及氧化型谷胱甘肽的制造方法
CN107988290A (zh) * 2017-12-01 2018-05-04 中国药科大学 一种提高谷胱甘肽累积量的生物方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142034A2 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Basf Plant Science Gmbh Plants with increased tolerance and/or resistance to environmental stress and increased biomass production
CN102071171A (zh) * 2009-11-25 2011-05-25 华东理工大学 一种双功能谷胱甘肽合成酶及利用其生产谷胱甘肽的方法
CN102586369A (zh) * 2011-01-10 2012-07-18 华东理工大学 一种利用重组大肠杆菌发酵生产谷胱甘肽的方法
CN102433265A (zh) * 2011-11-03 2012-05-02 镇江市德尔生物制品研究所有限公司 生产还原型谷胱甘肽的重组菌株及其制备方法
WO2014058830A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 Sutro Biopharma, Inc. Proteolytic inactivation of select proteins in bacterial extracts for improved expression
CN102911960A (zh) * 2012-11-12 2013-02-06 中国药科大学 一种减弱反馈抑制菌株生产谷胱甘肽的方法
CN103849639A (zh) * 2014-03-27 2014-06-11 中国药科大学 一种提高半胱氨酸利用率生物合成谷胱甘肽的方法
CN106661601A (zh) * 2014-07-02 2017-05-10 株式会社钟化 氧化型γ‑谷氨酰半胱氨酸及氧化型谷胱甘肽的制造方法
CN105219822A (zh) * 2015-09-24 2016-01-06 北京化工大学 一种体外酶法生产谷胱甘肽的方法
CN107988290A (zh) * 2017-12-01 2018-05-04 中国药科大学 一种提高谷胱甘肽累积量的生物方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GENBANK:WP_0000582678.1: "MULTISPECIES: bifunctional glutamate--cysteine ligase GshA/ glutathione synthetase GshB [Streptococcus]", 《GENBANK》 *
XING ZHANG ET AL.: "One-pot synthesis of glutathione by a two-enzyme cascade using a thermophilic ATP regeneration system", 《JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY》 *
廖鲜艳 等: "用于谷胱甘肽合成的重组大肠杆菌的培养和诱导表达", 《过程工程学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021100846A1 (ja) * 2019-11-22 2021-05-27 株式会社カネカ 有用物質の製造方法
CN114761541A (zh) * 2019-11-22 2022-07-15 株式会社钟化 有用物质的制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2423937T3 (es) Enzima involucrado en la síntesis de ecuol
CN106661585A (zh) 微生物麦角硫因生物合成
CN113186183B (zh) 双功能二倍半萜/二萜合酶LcTPS2、编码基因及其产物和应用
ES2606536T3 (es) Nuevos productos génicos de Bacillus licheniformis que forman o descomponen poliaminoácidos y procedimiento de producción biotecnológico mejorado basado en ellos
CN112210519A (zh) 一种以食用菌分泌乙醛脱氢酶的基因工程菌
CN108531437A (zh) 一种乙醛酸转氨酶介导的5-氨基乙酰丙酸生物合成途径
CN115927029A (zh) 一种产***萜酚酸的重组酿酒酵母及其构建方法和应用
CN108642029B (zh) 绿僵菌蛋白酶Pr1C及其基因和应用
CN109055291A (zh) 用于合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法
CN103849639B (zh) 一种提高半胱氨酸利用率生物合成谷胱甘肽的方法
CN116926092B (zh) 一种泛酸激酶基因RkPank及其应用
CN111032875B (zh) Iii型聚酮合酶作为间苯三酚合酶的用途
CN105861534A (zh) 一种双质粒工程菌提高l-5-甲基四氢叶酸产量的生物方法
CN107988290A (zh) 一种提高谷胱甘肽累积量的生物方法
CN105602914B (zh) 一种来源于马克斯克鲁维酵母的烷基过氧化物还原酶和硫氧还蛋白还原酶及其应用
Eiler et al. Crystallization of aspartyl-tRNA synthetase-tRNAAsp complex from Escherichia coli and first crystallographic results
CN112359007B (zh) 用于产杆菌肽的外源引入edd基因地衣芽孢杆菌及应用
CN108949796A (zh) 一种用于合成谷胱甘肽的重组菌及谷胱甘肽的合成方法
CN108977455A (zh) 用于生产草酸脱羧酶的重组质粒、大肠杆菌表达***及方法和应用
CN112481278B (zh) 一种基于aip诱导的生物传感器及其应用
CN109097315B (zh) 一种高产脂肽的基因工程菌及其构建方法和应用
CN101962654B (zh) 胸苷酸合成酶在大肠杆菌中的高效表达
CN107723308B (zh) 一种化合物balanol的生物合成方法及基因簇
CN107739733B (zh) 天冬氨酸转氨酶及其制备方法
Park et al. Expression of ${\alpha} $-Galactosidase Gene from Leuconostoc mesenteroides SY1 in Leuconostoc citreum

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181221

RJ01 Rejection of invention patent application after publication