CN105886562A - 微生物发酵法制备辅酶q10的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微生物发酵法制备辅酶Q10的方法,属于生物技术领域,解决传统生产方法存在的合成程序复杂、生产成本高、纯度低、对光不稳定和极易聚结的问题。该方法主要步骤包括制备菌液、菌株的定向诱变、工程菌的构建、辅Q10的生产、产品的分离纯化,微生物选择荚膜红细菌。本发明方法具有提取效率高、低污染、对仪器设备要求低和成本低廉等优点,适合推广应用。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及一种微生物发酵法制备辅酶Q10的方法。
背景技术
辅酶Q10(CoQ10)是一种广泛的存在于人类和其他动物以及植物体中的脂溶性醌类化合物,它是氧化呼吸作用中关键的递氢体,并且在人体中具有重要的生理功能,同时具有很多的生物活性,并且由于它对人体几乎没有毒副作用,临床上主要用于治疗缺血性心脏病和心力衰竭、心绞痛等,因此具有庞大的市场需求和广阔的市场前景。
目前CoQ10 的生产方法主要有微生物发酵法、动植物提取法及化学合成法。但是,目前CoQ10传统生产方法存在着合成程序复杂、生产成本高、纯度低、对光不稳定和极易聚结等弊端;所以CoQ10产品的生物活性较低,不利于人体吸收。
发明内容
本发明的目的是提供一种微生物发酵法制备辅酶Q10的方法,以解决传统生产方法存在的合成程序复杂、生产成本高、纯度低、对光不稳定和极易聚结的问题。
本发明的目的是按下面技术方案实现的,一种微生物发酵法制备辅酶Q10的方法,主要步骤包括菌株的定向诱变、工程菌的构建、辅Q10的生产、产品的分离纯化,
(1)制备菌液:
微生物选择荚膜红细菌(Rhodobacter
capsulatus),从已活化的斜面菌种上挑一环红细菌至装有牛肉膏蛋白胨培养液的无菌离心管中培养,弃去上清液后再用生理盐水洗涤,弃去上清液,重新悬浮于的生理盐水中,充分振动以分散细胞,制成菌液;
(2)菌株的定向诱变:采用紫外线诱变育种,取制备好的菌悬液移入的无菌培养皿中,放入无菌磁力搅拌捧,然后打开培养皿盖,边搅拌边照射;照射完毕,将经过诱变后培养的菌悬液稀释后,分别涂布于含最小抑制浓度的链霉素培养基平板上,培养长出的菌落即为突变株;
(3)增殖培养:将全部菌液吸到含有牛肉膏蛋白胨培养液的小三角瓶中,混匀后用黑纸包裹严密,培养过夜;
(4)涂布菌液:将增殖后的菌液进行离心,弃去上清液,再加入生理盐水制成浓的菌液后,将全部菌液涂布于梯度培养皿上培养,
(5)辅酶Q10的培养:将出现于高药物浓度区内的单菌落分别接种到斜面上培养,
(6)分离纯化,得到产品。
为了更好的实现本发明,所述步骤(1)制备菌液中,牛肉膏蛋白胨培养液的用量为5ml,培养条件为37℃温度下培养14—18h,离心转速为3500r/min,离心10min,生理盐水洗涤2次,生理盐水的用量为5ml。
为了更好的实现本发明,所述步骤(2)菌株的定向诱变中,取制备好的菌悬液5mL移入6cm的无菌培养皿中,照射剂量分别为5s—15s,照射完毕,在37℃温度下培养。
为了更好的实现本发明,所述步骤(3)增殖培养中培养温度为37℃。
为了更好的实现本发明,所述步骤(4)涂布菌液中,将增殖后的菌液离心10min,转速为3500r/min,置于37℃恒温箱中培养24h。
为了更好的实现本发明,所述步骤(5)辅酶Q10的培养中,培养基条件为碳源1.5g/100mL的葡萄糖及2.5g/100mL的蔗糖混合物,酵母膏0.8g/100mL,溶液的pH=7.0,放于37℃培养箱中培养。
为了更好的实现本发明,所述步骤(6)分离纯化中将制备好的发酵菌体移入园底烧杯中,加入焦性没食子酸,搅拌均匀;再加入氢氧化钠-乙醇溶液搅拌,菌体成黑色糊状;加入正己烷进行回流提取,迅速冷却至室温;再用石油醚进行萃取三次,收集萃取液,用水洗脱至中性;再加入无水硫酸钠,将处理后的产物用硅胶吸附柱层析,层析液用石油醚洗涤一次,再用乙醚-石油醚混合液洗脱,减压蒸馏洗脱液,得到黄色的油状物结晶。
本发明利用荚膜红细菌制备辅酶Q10,红细菌属拉丁学名(Rhodobacter
Imhoff,Trüper and Pfennig,1984) 细胞卵圆形或杆形,0.5—1.2μm宽,运动或不运动,运动细胞具极性鞭毛。细胞行二分分裂,细胞可能产生荚膜或粘液,细胞有时形成链状。革兰氏染色阴性。光合内膜囊泡状。光合色素为细菌叶绿素a和球烯类类胡萝卜素。可利用硫化氢作电子受体进行光自养生长。有些种可利用硫代硫酸钠和分子氢进行光自养生长。可利用多种有机化合物作碳源和电子供体在厌氧条件下进行光异养生长。大多数种可在黑暗好氧化能异养生长。
本发明方法具有提取效率高、低污染、对仪器设备要求低和成本低廉等优点,适合推广应用。
具体实施方式
下面的实施例可以进一步说明本发明,但不以任何方式限制本发明。
下列实施例中采用模式种:荚膜红细菌(Rhodobacter
capsulatus),荚膜红细菌中辅酶Q10的含量达到5.3umol/g,购买于上海沪震生物科技有限公司。
下列实施例步骤(5)培养基为:碳源1.5g/100mL的葡萄糖及2.5g/100mL的蔗糖混合物,酵母膏0.8g/100mL。
实施例1
(1)制备菌液:从已活化的斜面菌种上挑一环红细菌至装有5ml牛肉膏蛋白胨培养液的无菌离心管中(接2支离心管),置37℃条件下培养14h,离心(3500r/min,10min),弃去上清液后再用生理盐水洗涤2次,弃去上清液,重新悬浮于5ml的生理盐水中。并且将2支离心管的菌液一并倒入装有玻璃珠的三角瓶中,充分振动以分散细胞,制成108/ml的菌液。然后吸3ml菌液于装有磁力搅拌棒的培养皿中。
(2)菌株的定向诱变:采用紫外线诱变育种,正式照射前开启紫外灯预热30min。取制备好的菌悬液5mL移入6cm的无菌培养皿中,放入无菌磁力搅拌捧,置磁力搅拌器上,20W紫外灯下30cm处。然后打开皿盖边搅拌边照射,剂量分别为5s。照射完毕先关上皿盖再关闭搅拌和灯。将经过诱变后培养的菌悬液适当稀释后,分别涂布于含最小抑制浓度的链霉素培养基平板上,37℃培养长出的菌落即为突变株。
(3)增殖培养:照射完毕,用无菌滴管将全部菌液吸到含有3ml的牛肉膏蛋白胨培养液的小三角瓶中,混匀后用黑纸包裹严密,置37℃培养过夜。
(4)涂布菌液:将增殖后的菌液进行离心(3500r/min,10min),弃去上清液,再加入少量生理盐水0.2ml,制成浓的菌液后将全部菌液涂布于梯度培养皿上,并将它倒置于37℃恒温箱中培养24h。
(5)辅酶Q10的培养:将出现于高药物浓度区内的单菌落分别接种到斜面上培养。溶液的pH=7.0,装入到500mL的三角瓶中各装液量为50mL,放于37℃培养箱中培养。
(6)分离纯化采用现有方法,将制备好的发酵菌体移入园底烧杯中,加入焦性没食子酸,搅拌均匀,再加入氢氧化钠-乙醇溶液搅拌,菌体成黑色糊状,加入正己烷进行回流提取,迅速冷却至室温,再用石油醚进行萃取三次,收集萃取液,用水洗脱至中性,再加入无水硫酸钠。将处理后的产物用硅胶吸附柱层析,层析液用石油醚洗涤一次,再用乙醚-石油醚混合液洗脱,减压蒸馏洗脱液,得到黄色的油状物结晶。
实施例2
(1)制备菌液:从已活化的斜面菌种上挑一环红细菌于装有5ml牛肉膏蛋白胨培养液的无菌离心管中(接2支离心管),置37℃条件下培养16h,离心(3500r/min,10min),弃去上清液后再用生理盐水洗涤2次,弃去上清液,重新悬浮于5ml的生理盐水中。并且将2支离心管的菌液一并倒入装有玻璃珠的三角瓶中,充分振动以分散细胞,制成108/ml的菌液。然后吸3ml菌液于装有磁力搅拌棒的培养皿中。
(2)菌株的定向诱变:采用紫外线诱变育种,正式照射前开启紫外灯预热30min。取制备好的菌悬液5mL移入6cm的无菌培养皿中,放入无菌磁力搅拌捧,置磁力搅拌器上,20W紫外灯下30cm处。然后打开皿盖边搅拌边照射,剂量分别为10s。照射完毕先关上皿盖再关闭搅拌和灯。将经过诱变后培养的菌悬液适当稀释后,分别涂布于含最小抑制浓度的链霉素培养基平板上,37℃培养长出的菌落即为突变株。
(3)增殖培养:照射完毕,用无菌滴管将全部菌液吸到含有3ml的牛肉膏蛋白胨培养液的小三角瓶中,混匀后用黑纸包裹严密,置37℃培养过夜。
(4)涂布菌液:将增殖后的菌液进行离心(3500r/min,10min),弃去上清液,再加入少量生理盐水(0.2ml),制成浓的菌液后将全部菌液涂布于梯度培养皿上,并将它倒置于37℃恒温箱中培养24h;
(5)辅酶Q10的培养:然后将出现于高药物浓度区内的单菌落分别接种到斜面上培养。溶液的pH=7.0装入到500mL的三角瓶中各装液量为50mL,放于37℃培养箱中培养。
(6)分离纯化采用现有方法,将制备好的发酵菌体移入园底烧杯中,加入焦性没食子酸,搅拌均匀,再加入氢氧化钠-乙醇溶液搅拌,菌体成黑色糊状,加入正己烷进行回流提取,迅速冷却至室温,再用石油醚进行萃取三次,收集萃取液,用水洗脱至中性,再加入无水硫酸钠。将处理后的产物用硅胶吸附柱层析,层析液用石油醚洗涤一次,再用乙醚-石油醚混合液洗脱,减压蒸馏洗脱液,得到黄色的油状物结晶。
实施例3.
(1)制备菌液:从已活化的斜面菌种上挑一环红细菌于装有5ml牛肉膏蛋白胨培养液的无菌离心管中(接2支离心管),置37℃条件下培养18h,离心(3500r/min,10min),弃去上清液后再用生理盐水洗涤2次,弃去上清液,重新悬浮于5ml的生理盐水中。并且将2支离心管的菌液一并倒入装有玻璃珠的三角瓶中,充分振动以分散细胞,制成108/ml的菌液。然后吸3ml菌液于装有磁力搅拌棒的培养皿中。
(2)菌株的定向诱变:采用紫外线诱变育种,正式照射前开启紫外灯预热30min。取制备好的菌悬液5mL移入6cm的无菌培养皿中,放入无菌磁力搅拌捧,置磁力搅拌器上,20W紫外灯下30cm处。然后打开皿盖边搅拌边照射,剂量分别为15s。照射完毕先关上皿盖再关闭搅拌和灯。将经过诱变后培养的菌悬液适当稀释后,分别涂布于含最小抑制浓度的链霉素培养基平板上,37℃培养长出的菌落即为突变株。
(3)增殖培养:照射完毕,用无菌滴管将全部菌液吸到含有3ml的牛肉膏蛋白胨培养液的小三角瓶中,混匀后用黑纸包裹严密,置37℃培养过夜。
(4)涂布菌液:将增殖后的菌液进行离心(3500r/min,10min),弃去上清液,再加入少量生理盐水(0.2ml),制成浓的菌液后将全部菌液涂布于梯度培养皿上,并将它倒置于37℃恒温箱中培养24h;
(5)辅酶Q10的培养:然后将出现于高药物浓度区内的单菌落分别接种到斜面上培养。溶液的pH=7.0,装入到500mL的三角瓶中各装液量为50mL,放于37℃培养箱中培养。
(6)分离纯化:将制备好的发酵菌体移入园底烧杯中,加入焦性没食子酸,搅拌均匀,再加入氢氧化钠-乙醇溶液搅拌,菌体成黑色糊状,加入正己烷进行回流提取,迅速冷却至室温,再用石油醚进行萃取三次,收集萃取液,用水洗脱至中性,再加入无水硫酸钠。将处理后的产物用硅胶吸附柱层析,层析液用石油醚洗涤一次,再用乙醚-石油醚混合液洗脱,减压蒸馏洗脱液,得到黄色的油状物结晶。
Claims (7)
1.一种微生物发酵法制备辅酶Q10的方法,其特征在于:主要步骤包括菌株的定向诱变、工程菌的构建、辅Q10的生产、产品的分离纯化,
(1)制备菌液:
微生物选择荚膜红细菌(Rhodobacter capsulatus),从已活化的斜面菌种上挑一环红细菌至装有牛肉膏蛋白胨培养液的无菌离心管中培养,弃去上清液后再用生理盐水洗涤,弃去上清液,重新悬浮于的生理盐水中,充分振动以分散细胞,制成菌液;
(2)菌株的定向诱变:采用紫外线诱变育种,取制备好的菌悬液移入的无菌培养皿中,放入无菌磁力搅拌捧,然后打开培养皿盖,边搅拌边照射;照射完毕,将经过诱变后培养的菌悬液稀释后,分别涂布于含最小抑制浓度的链霉素培养基平板上,培养长出的菌落即为突变株;
(3)增殖培养:将全部菌液吸到含有牛肉膏蛋白胨培养液的小三角瓶中,混匀后用黑纸包裹严密,培养过夜;
(4)涂布菌液:将增殖后的菌液进行离心,弃去上清液,再加入生理盐水制成浓的菌液后,将全部菌液涂布于梯度培养皿上培养,
(5)辅酶Q10的培养:将出现于高药物浓度区内的单菌落分别接种到斜面上培养,
(6)分离纯化,得到产品。
2.根据权利要求1所述的微生物发酵法制备辅酶Q10的方法,其特征在于:
所述步骤(1)制备菌液中,牛肉膏蛋白胨培养液的用量为5ml,培养条件为37℃温度下培养14—18h,离心转速为3500r/min,离心10min,生理盐水洗涤2次,生理盐水的用量为5ml。
3.根据权利要求1或2所述的微生物发酵法制备辅酶Q10的方法,其特征在于:
所述步骤(2)菌株的定向诱变中,取制备好的菌悬液5mL移入6cm的无菌培养皿中,照射剂量分别为5s—15s,照射完毕,在37℃温度下培养。
4.根据权利要求3所述的微生物发酵法制备辅酶Q10的方法,其特征在于:所述步骤(3)增殖培养中培养温度为37℃。
5.根据权利要求4所述的微生物发酵法制备辅酶Q10的方法,其特征在于:所述步骤(4)涂布菌液中,将增殖后的菌液离心10min,转速为3500r/min,置于37℃恒温箱中培养24h。
6.根据权利要求5所述的微生物发酵法制备辅酶Q10的方法,其特征在于:所述步骤(5)辅酶Q10的培养中,培养基条件为碳源1.5g/100mL的葡萄糖及2.5g/100mL的蔗糖混合物,酵母膏0.8g/100mL,溶液的pH=7.0,放于37℃培养箱中培养。
7.根据权利要求6所述的微生物发酵法制备辅酶Q10的方法,其特征在于:所述步骤(6)分离纯化中将制备好的发酵菌体移入园底烧杯中,加入焦性没食子酸,搅拌均匀;再加入氢氧化钠-乙醇溶液搅拌,菌体成黑色糊状;加入正己烷进行回流提取,迅速冷却至室温;再用石油醚进行萃取三次,收集萃取液,用水洗脱至中性;再加入无水硫酸钠,将处理后的产物用硅胶吸附柱层析,层析液用石油醚洗涤一次,再用乙醚-石油醚混合液洗脱,减压蒸馏洗脱液,得到黄色的油状物结晶。
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