CN109136286A - 提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成 - Google Patents
提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成 Download PDFInfo
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Abstract
一种提供类芽孢杆菌生产α‑葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，由几丁质为碳源、蛋白质组为氮源以及无机盐所组合而成，经类芽孢杆菌发酵代谢可转变成具有大量α‑葡萄糖苷酶抑制剂的培养残余基质，具有抑制α‑葡萄糖苷酶的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种培养基组成，尤其涉及一种可增加类芽孢杆菌发酵产生α-葡萄糖苷酶抑制剂量的培养基。
背景技术
α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)存在人体小肠上皮细胞之中，以利小肠对于葡萄糖的吸收，若α-葡萄糖苷酶功能异常可能会导致第二型糖尿病、庞贝氏症、无精症的发生，而α-葡萄糖苷酶抑制剂(α-glucosidase inhibitors, α-GI)，是通过可逆性抑制小肠的α-葡萄糖苷酶活性，延缓多糖、双糖转化为可吸收的葡萄糖的过程，进而起到减缓餐后血糖升高的作用。
α-葡萄糖苷酶抑制剂是第二型糖尿病的一线降血糖药物，降糖疗效显著、快速且持久，单药治疗血糖控制未能达标时可与其他降糖药物联用，进一步改善血糖，服用简便。
发明人于研究中发现多种类芽孢杆菌属(Paenibacillus sp.)的菌，在发酵培养过程中或多或少会产生α-葡萄糖苷酶抑制剂，其中中国台湾申请号 105137545中公开一种生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的类芽孢杆菌DSM 32521，且从动物实验上发现，该DSM 32521类芽孢杆菌所产生的α-葡萄糖苷酶抑制剂，相较现有技术中的葡萄糖苷酶抑制剂(如阿卡波糖(Acarbose))，不会令动物产生副作用。
本发明的改良液体培养基的成份，以提高类芽孢杆菌的生长速度，增加单位体积的产量，以降低成本及减少制程时间。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种令类芽孢杆菌生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，经类芽孢杆菌发酵代谢可转变成具有大量α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养残余基质，具有抑制α-葡萄糖苷酶的功能。
为达上述的目的，其技术手段在于提供一种培养基，由几丁质、无机盐以及蛋白质组所组合而成，而该几丁质与蛋白质组分别做为该培养基的碳/ 氮来源，其中该几丁质与该蛋白质的最佳混合比例为1：0.2。
因此，本发明提供了一种提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，其包括重量百分比0.1～2.5％的碳/氮源以及0.01～0.2％的无机盐所组合而成；其中，该培养基组成应用于提供类芽孢杆菌发酵生产α- 葡萄糖苷酶抑制剂。
优选的，该碳/氮源分别为一几丁质以及一蛋白质组。
进一步优选的，该几丁质为一去除蛋白质的去无机盐蟹壳粉或者一去除蛋白质的去无机盐虾壳粉的。
进一步优选的，该蛋白质组为一蛋白胨以及一酵母萃取物混合所组成。
优选的，该无机盐包括MgSO4.7H2O以及K2HPO4。
进一步优选的，该几丁质与蛋白质组混合的比例为1：0.2。
优选的，该蛋白胨与酵母萃取物的混合比例为5：3至7：5。
优选的，该几丁质与MgSO4.7H2O的混合比例为1：0.05。
优选的，该几丁质与K2HPO4的混合比例为1：0.1。
附图说明
图1为类芽孢杆菌DSM 32521在不同培养基配方中的生长曲线图。
图2为不同比例的几丁质与蛋白质组所产生的α-葡萄糖苷酶抑制剂对酵母菌α-葡萄糖苷酶的抑制柱状图。
附图标记说明
CSP 去无机盐蟹壳粉
SSP 去无机盐虾壳粉
protein 蛋白质组
NB 市售培养基
具体实施方式
为便于更进一步的能对本发明的技术手段及运作过程有更进一步的认识与了解，现举例配合说明书附图，详细说明如下。
一种提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，其中该培养基可增进微生物的生长，尤其将类芽孢杆菌培养于本发明的液态培养基中，经过类芽孢杆菌发酵代谢转变成具有大量α-葡萄糖苷酶抑制剂 (α-glucosidase inhibitors)的培养基残余基质，以制备抑制α-葡萄糖苷酶的口服剂。
本发明的培养基由一重量百分比为0.1～2.5％的碳/氮源以及一0.01～0.2％的无机盐所组合而成。
其中该碳/氮源分别为一几丁质以及一蛋白质组protein所组成。
该几丁质选自利用热碱法去除蛋白质的一去无机盐蟹壳粉CSP或一去无机虾蟹壳粉SSP其中的一种，其中该几丁质较佳为1％的该去无机盐蟹壳粉CSP。
该蛋白质组protein为一蛋白胨(Peptone)与酵母萃取物(Yeast Extract)所组成，其中该蛋白胨与酵母萃取物的混合比例为5：3至7；5，优选的，而该蛋白质组protein最佳比例为6：4。
本实施例的该无机盐分别为MgSO4.7H2O以及K2HPO4，其中该几丁质与MgSO4.7H2O以及K2HPO4的最佳混合比例分别为1：0.05以及1：0.1。
实施例1
该碳/氮源混合比例测试
本发明利用1％该去无机盐蟹壳粉CSP与不同比例(0/1、0.2/1以及0.4/1) 该蛋白质组protein混合，经类芽孢杆菌DSM 32521发酵4天后，取得发酵上清液的α-葡萄糖苷酶抑制剂。
请参阅图1所示，以该去无机盐蟹壳粉CSP与该蛋白质组protein混合比例为1：0.2所得的α-葡萄糖苷酶抑制剂活性最高。
进一步将类芽孢杆菌DSM 32521分别培养于不同比例的该蛋白质组 protein与该去无机盐蟹壳粉CSP(0.1/1、0.2/1、0.3/1、0.4/1、0.6/1以及0.8/1) 培养基，以及一市售培养基NB，并测试所产生的α-葡萄糖苷酶抑制剂，对酵母菌的α-葡萄糖苷酶的抑制活性。
请参阅图2所示，当该蛋白质组protein与该去无机盐蟹壳粉CSP混合比例为0.2：1时，所产生的α-葡萄糖苷酶抑制剂具有最大抑制活性。
不同类芽孢杆菌产生α-葡萄糖苷酶抑制剂
本实验利用不同类芽孢杆菌意及其他培养于本发明的培养基中，将其发酵取得的上清液分别针对酵母菌、细菌以及大鼠的α-葡萄糖苷酶，进行活性抑制分析。
请参阅下表1，使用本发明的培养基后，类芽孢杆菌所得的上清液对酵母菌、细菌以及大鼠的α-葡萄糖苷酶皆具有抑制活性，由此可知本发明的培养基亦可通过不同类芽孢杆菌产生α-葡萄糖苷酶抑制剂，但不以表1为限。
表1
单位：抑制率(％)
*菌名后有TKUXXX编号的细菌为发明人筛选出的菌种，非本案欲主张的菌种。
实施例2
本实施例探讨本发明的培养基与该市售培养基NB对于类芽孢杆菌产生α-葡萄糖苷酶抑制剂量的比较，于本实施例中将类芽孢杆菌DSM 32521分别培养于本发明的培养基以及市售培养基NB，将其代谢产生的α-葡萄糖苷酶抑制剂，对S.cerevisiaeα-葡萄糖苷酶进行抑制活性测试。
请参阅下表2，本发明的培养基相较该市售培养基NB，在α-葡萄糖苷酶抑制剂产量上提升了2.5倍(从5,000U/mL提升至12,379U/mL)，而IC50 的数值降了12倍(从81μg/mL降至6.7μg/mL)，显示本发明的培养基组成具有提高微生物生长速度，提高单位体积内的菌量，并提高类芽孢杆菌发酵代谢产生的α-葡萄糖苷酶抑制剂产量。
表2
实施例3
本实施例比较类芽孢杆菌DSM 32521于本发明培养基中所发酵产生的α-葡萄糖苷酶抑制剂与市售糖尿病用药Acarbose对于各种α-葡萄糖苷酶的抑制活性。
请参阅下表3，本发明培养基所产生的α-葡萄糖苷酶抑制剂较市售糖尿病用药Acarbose对于大鼠α-葡萄糖苷酶(Rat α-glucosidase)具有更强抑制活性。
表3
类芽孢杆菌DSM 32521的生物寄存正本存放于申请号US 15/636,641 中。
类芽孢杆菌生物寄存的资料如下：
单位：德国微生物菌种保藏中心DSMZ(Deutsche Sammlung von Mikroorganismenund Zellkulturen，DSMZ)
地址：Inhoffenstraβe 7B 38124 Braunschweig GERMANY
保藏日期：2017/5/26
编号：DSM 32521
分类命名：Paenibacillus sp
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，其特征在于，其包括重量百分比0.1～2.5％的碳/氮源以及0.01～0.2％的无机盐所组合而成；其中，该培养基组成应用于提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂。
2.如权利要求1所述的提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，其特征在于，该碳/氮源分别为一几丁质以及一蛋白质组。
3.如权利要求2所述的提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，其特征在于，该几丁质为一去除蛋白质的去无机盐蟹壳粉或者一去除蛋白质的去无机盐虾壳粉。
4.如权利要求2所述的提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，其特征在于，该蛋白质组为一蛋白胨以及一酵母萃取物混合所组成。
5.如权利要求1所述的提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，其特征在于，该无机盐包括MgSO4.7H2O以及K2HPO4。
6.如权利要求2所述的提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，其特征在于，该几丁质与蛋白质组混合的比例为1：0.2。
7.如权利要求4所述的提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，其特征在于，该蛋白胨与酵母萃取物的混合比例为5：3至7：5。
8.如权利要求2或5所述的提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，其特征在于，该几丁质与MgSO4.7H2O的混合比例为1：0.05。
9.如权利要求2或5所述的提供类芽孢杆菌发酵生产α-葡萄糖苷酶抑制剂的培养基组成，其特征在于，该几丁质与K2HPO4的混合比例为1：0.1。
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