Guanjie Biotech es unapolvo de ergotioneína a granelproveedor. Hablemos de ello hoy. La ergotioneína (EGT) es un antioxidante natural que el propio cuerpo humano no puede sintetizar. Tiene funciones protectoras fisiológicas celulares únicas, como eliminación de radicales libres, desintoxicación, mantenimiento de la biosíntesis del ADN, crecimiento celular normal, inmunidad celular, antirradiación, blanqueamiento y antienvejecimiento.Polvo de ergotioneína a granel(EGT) tiene una amplia perspectiva de aplicación en las industrias alimentaria, cosmética, de alimentos funcionales y biomédica. Pero al mismo tiempo, como antioxidante natural, es seguro y no tóxico, lo que también lo convierte en un punto importante en el desarrollo actual de la industria.
Métodos de preparación de polvo de ergotioneína
Métodos para la preparación depolvo de ergotioneína a granelincluyen la extracción biológica natural, la síntesis química y la biosíntesis [3-4]. El método de síntesis química es difícil de preparar y costoso, y no se puede garantizar la seguridad. El método de bioextracción natural tiene bajo rendimiento y alto costo. Limita la aplicación de ergotioneína. Su método de biosíntesis tiene las ventajas de bajo costo y fácil disponibilidad de materias primas.
● Cristalización y fórmula química de la ergotioneína.
Con el auge de la biología sintética, el rendimiento de ergotioneína se puede aumentar eficazmente mediante medios de fermentación como la modulación metabólica. Esto garantiza la seguridad del producto y amplía el espacio de aplicación depolvo de ergotioneína a granel. Por lo tanto, el uso de hongos micorrízicos comestibles naturales para la fermentación y transformación para construir bacterias modificadas se ha convertido en la dirección de desarrollo futuro para la preparación de ergotioneína.
● Efectos de la biología sintética sobre el rendimiento de ergotioneína
Mejora de la tecnología de fermentación de hongos micorrízicos naturales parapolvo de ergotioneína a granelproducción
Se ha descubierto que una variedad de hongos micorrízicos naturales son capaces de sintetizar ergotioneína. Estos incluyen hongos enoki, hongos shiitake, hongos shiitake, hongos reishi, hongos porcini, hongos Agaricus bisporus, hongos amygdalus y hongos de copa dorada.
En el estudio del proceso de síntesis.polvo de ergotioneína a granelMediante fermentación de mixomicetos, se descubrió que los efectos de diferentes tipos y diferentes concentraciones de aminoácidos sobre la síntesis y acumulación de ergotioneína variaban mucho. Entre ellos, la metionina tuvo el efecto promotor más obvio sobre la acumulación de ergotioneína. Seguido de cisteína e histidina. Se investigó el proceso de fermentación de la producción de ergotioneína utilizando micelio del hongo shiitake como cuerpo principal.
Cuando la fuente de carbono fue 25 g/L de fructosa y 1 g/L de ácido aspártico, el rendimiento alcanzó 1,89 mg/g DW. Cuando se agregaron 2 mmol/L de metionina al medio, la producción de ergotioneína en el micelio fue 1,8 veces mayor después de 15 días de fermentación. Para estudiar el proceso de producción de ergotioneína mediante fermentación de micelio de hongo almendra en un tanque de 10 L, se agregaron al medio de cultivo 4 mmol/L de histidina, 1 mmol/L de cisteína y 1 mmol/L de metionina.
El contenido depolvo de ergotioneína a granelen el micelio en el día 18-20 de fermentación fue de aproximadamente 64,2 mg/L. Las fuentes óptimas de carbono y nitrógeno para la fermentación de ergotioneína fueron la glucosa y la triptona, que se optimizaron aún más mediante la optimización del medio. La ergotioneína se preparó mediante fermentación profunda utilizando micelio de sideróforo con cubierta dorada. Al mismo tiempo, se agregaron 8 mmol/L de cisteína, 4 mmol/L de histidina y 0.5 mmol/L de metionina, y el contenido de ergotioneína en el micelio alcanzó 97,69 mg/L a los 16 días de fermentación.
Sobre la base de los efectos de los aminoácidos, precursores y factores nutricionales exógenos sobre la síntesis y acumulación de ergotioneína, se seleccionó una cepa de hongo plano con una alta producción de ergotioneína. Y se estableció una estrategia de control profundo de la fermentación para la acumulación de ergotioneína de alta intensidad. Además, dado que la mayor parte de la ergotioneína sintetizada por microorganismos se acumula intracelularmente, sólo puede detectarse y utilizarse moviéndola al extracelular. Para cumplir con los requisitos de seguridad de la producción y de los productos en varios campos, también se ha establecido un proceso de lixiviación total en fase acuosa para la ergotioneína intracelular [5].
Polvo de ergotioneína a granelse preparó mediante fermentación de hongos micorrízicos comestibles naturales que no habían sido modificados genéticamente. La mayor ventaja es la seguridad alimentaria de la cepa y del producto. En comparación con la genómica y la transcriptómica, la metabolómica de las micobacterias se ha estudiado relativamente poco. Por lo tanto, analizar y optimizar la metabolómica del proceso de fermentación mejorará aún más el nivel de acumulación de ergotioneína en la fermentación y reducirá el costo de producción.
● Preparación de ergotioneína mediante microorganismos modificados por biología sintética.
Con base en la orientación teórica de la ruta biosintética de la ergotioneína y el análisis de enzimas clave, se realizó la expresión heteróloga de las enzimas biosintéticas de la ergotioneína en algunos microorganismos modelo. Esto construyó una serie de bacterias diseñadas con ergotioneína y la fermentación se optimizó para aumentar el rendimiento depolvo de ergotioneína a granelpor 120-veces.
El gen de la enzima clave se clonó en E. coli y las bacterias modificadas se aplicaron a un cultivo de reposición por lotes en un fermentador. Al optimizar el medio de fermentación, el rendimiento de ergotioneína alcanzó 657 mg/L después de 216 h de fermentación, lo que indica que la enzima clave y su regulación relacionada podrían afectar la síntesis eficiente de ergotioneína.
Además de la regulación de enzimas clave, la modificación y optimización de la vía de síntesis de la aminosina precursora también es una forma eficaz de mejorar la eficiencia de la síntesis de ergotioneína. Se expresaron heterólogamente dos fuentes diferentes de vías de síntesis de ergotioneína en Escherichia coli, lo que podría mejorar la producción de ergotioneína. Mediante esta estrategia de modificación, la acumulación de ergotioneína alcanzó 710,53 mg/L durante 108 h utilizando un tanque de 3 L para la fermentación discontinua de reposición.
Alternativamente, se obtuvo una cepa con alto contenido de cisteína activando el sistema de síntesis y secreción de cisteína en E. coli. El gen de la enzima clave para la síntesis se clonó en esta cepa y el gen que afectaba la síntesis de metionina fue eliminado. Usando la cepa modificada para fermentar en un fermentador de 3 L con suplementos como histidina, metionina y Na2S2O3, el rendimiento depolvo de ergotioneína a granelalcanzó 1,3 g/L durante 216 h. Este es el nivel de fermentación más alto de la preparación de ergotioneína mediante fermentación fúngica diseñada reportado públicamente.
● Preparación de ergotioneína mediante hongos modificados con biología sintética.
La síntesis de ergotioneína fúngica implica dos enzimas clave. Esto podría simplificar enormemente la regulación metabólica de la vía sintética. En el futuro, puede convertirse en el foco principal de la síntesis heteróloga de ergotioneína. El gen de síntesis de ergotioneína de Pulsatilla vulgaris se expresó heterólogamente en Aspergillus oryzae. La ergotioneína se preparó mediante fermentación en estado sólido utilizando esta bacteria modificada, y el rendimiento depolvo de ergotioneína a graneldespués de la optimización de la fermentación fue de 231 mg/kg. Se logró un aumento 20- veces mayor en el nivel de síntesis de ergotioneína con respecto a la fermentación anterior.
El nivel de fermentación más alto de ergotioneína producido por micobacterias naturales fue superior a 500 mg/L. El período de fermentación generalmente fue 10-20 d. El período de fermentación de la bacteria modificada podría controlarse a 3-9 d. El nivel de fermentación más alto fue de 1,3 g/L. Sin embargo, el producto debe purificarse y utilizarse.
En el futuro, exploraremos y optimizaremos más a fondo los elementos característicos de la síntesis de ergotioneína y analizaremos el mecanismo genético de la cepa para una alta producción de ergotioneína.
Por un lado, proporcionaremos orientación teórica para la optimización del proceso de fermentación depolvo de ergotioneína a granel. Por otro lado, mejoraremos las celdas del chasis con la ayuda de tecnología de biología sintética para optimizar la compatibilidad de los componentes de síntesis de ergotioneína con las celdas del chasis. Combinado con el modelo de red metabólica, podemos optimizar la expresión de enzimas clave y construir una fábrica celular para la síntesis de ergotioneína de manera más eficiente.
Guanjie Biotech producepolvo de ergotioneína a granel, que es polvo blanco. Nuestros productos utilizan el método HPLC. Podemos realizar pruebas en nuestro laboratorio o podemos proporcionar pruebas de terceros. Bienvenido a consultarnos:info@gybiotech.com.
Referencia
[1]. 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 biología de la ergotioneína, un nutracéutico antioxidante. Nutr Res Rev, 2020, 33(2): 190-217. DOI:10.1017/S0954422419000301
[3], Xu JZ, Yadan JC. Síntesis de l-(+)-ergotioneína. 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. Extracción acuosa de ergotioneína de micelios de Pleurotus ostreatus y regularidad de la acumulación de ergotioneína durante la fermentación sumergida. Investigación y reseñas: Revista de Microbiología y Biotecnología, 2016, 5(1): 1-8.
