α-L-鼠李糖苷酶毕赤酵母基因工程菌构建及制备异槲皮素的研究开题报告

 2021-10-17 18:35:24

1. 研究目的与意义

研究目的 1.获得高拷贝高产α-l-鼠李糖苷酶毕赤酵母重组菌;2.获得α-l-鼠李糖苷酶毕赤酵母重组菌产酶条件;3.制备抗肝癌活性优异的稀有苷元阿克拉定,并确定转化的工艺参数。

研究意义 1.为黑曲霉α-l-鼠李糖苷酶的高效表达提供了研究基础。

2.为淫羊藿提取物种黄酮类化合物的高效利用提供理论基础。

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2. 国内外研究现状分析

α-L-鼠李糖苷酶是一种能够催化水解许多天然产物末端鼠李糖的糖苷水解酶,例如淫痒藿苷,柚皮苷,橙皮苷等含有末端鼠李糖的糖苷类化合物。该酶在自然中广泛存在,已有研究报道该酶在细菌,真菌,植物,哺乳动物组织中均有发现。在实际应用中具有很多潜在的价值:(1)工业上用于去除柑桔汁中柚皮苷的苦味,将橘皮苷水解为L-鼠李糖和橘皮素糖苷等。其中橘皮素糖苷是工业生产甜味剂的重要前体物;(2)可以作用于萜烯基糖苷,在改善葡萄汁和饮料的香气成分方面有很重要的应用;(3)酶法合成鼠李糖苷类化合物;(4)用于研究植物和细菌多糖的结构等。

黄酮类化合物在自然界中分布广泛,是一种天然产物,多以糖苷形式存在。不同植物来源的黄酮类化合物在组成和活性上存在较大差异。药理学及营养学的研究表明:天然的黄酮类化合物苷元在预防及控制癌症、糖尿病和心血管疾病等现代常见疾病方面与黄酮糖苷类化合物相比具有更显著的功效,来源于我国传统中药淫羊藿提取物中的黄酮苷元阿克拉定因其具极强的抗肝癌活性已被广泛地研究。淫羊藿提取物中黄酮类化合物种类较多,包括朝霍定A、朝霍定B、朝霍定C、淫羊藿苷、淫羊藿次苷Ⅰ、淫羊藿次苷Ⅱ和阿克拉定。其中阿克拉定等苷元及单糖苷黄酮含量都极为稀少,但其中含量较多抗癌活性较弱的霍定A、朝霍定B、朝霍定C、淫羊藿苷等与阿克拉定具有相同的黄酮母核仅只在糖基种类及糖基数量上有所不同。其中活性最强的阿克拉是黄酮苷元,但因其结构的特殊性,主要是其B环上的甲氧基容易在酸性条件下脱除,无法通过简单的酸水解选择性的去除糖基。据此,我们认为具有反应条件温和,选择性强等特点的生物酶法在催化转化淫羊藿提取物获得大量阿克拉定方面具有深入开发的潜力。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容(1)通过多次转化经抗性筛选得到高拷贝产α-l-鼠李糖苷酶的毕赤酵母基因工程菌;(2)优化毕赤酵母重组菌产酶条件,进一步提高α-l-鼠李糖苷酶的表达量;(3)用所产的α-l-鼠李糖苷酶与β-d-葡萄糖苷酶协同水解淫羊霍苷制备阿克拉定的工艺参数研究。

实验方案及计划2017.03:阅读指定文献,对实验方法及内容进行了解并撰写文献综述。

2017.04:多次转化并诱导表达黑曲霉α-l-鼠李糖苷酶重组菌;2017.05:优化黑曲霉α-l-鼠李糖苷酶的产酶条件,并初步纯化重组酶蛋白,研究转化淫羊藿提取物的工艺参数;2017.06: 处理实验数据,撰写论文并修改。

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4. 研究创新点

本实验筛选并获得一条催化α-1糖苷键能力较强的α-鼠李糖苷酶基因,并在毕赤酵母表达系统中成功表达。

但目前它的表达量较低,不适用于大规模的生产。

因此,获得该种α-鼠李糖苷酶的高效表达重组菌对淫羊藿提取的高效转化具有重要意义。

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