微生物发酵法生产辅酶Q10研究进展

微生物发酵法是生产辅酶Q10很有前景的方法.本文综述了辅酶Q10产生菌的种类、生物合成机制、辅酶Q10产生菌的改良以及发酵条件优化等方面的研究进展.     

辅酶Q10生物合成与生产研究进展

微生物发酵法是生产辅酶Q10的最佳工艺.辅酶Q10的生物合成途径包括异戊二烯焦磷酸合成、聚十异戊二烯焦磷酸合成、苯环修饰等过程.1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶、聚十异戊二烯焦磷酸合成酶、对羟基笨甲酸聚十异戊二烯焦磷酸转移酶等是Q10合成的关键酶.生产辅酶Q10的菌种可通过诱变、基因重组和支路敲除等方法获得.氧化还原电位控制、pH控制补料分批发酵、发酵萃取耦合技术等新工艺逐浙应用于辅酶Q10生产.     

代谢工程改造大肠杆菌生产辅酶Q10

辅酶Q10(CoQ10)是一种脂溶性抗氧化剂,具有提高人体免疫力、延缓衰老和增强人体活力等功能,广泛应用于制药行业和化妆品行业。微生物发酵法能可持续性生产辅酶Q10,具有越来越多的商业价值。本研究首先将来自类球红细菌的十聚异戊二烯焦磷酸合成酶基因(dps)整合到大肠杆菌ATCC 8739染色体上,敲除内源的八聚异戊二烯焦磷酸合成酶基因(ispB),使内源的辅酶Q8合成途径被辅酶Q10合成途径取代,得到稳定生产辅酶Q10的菌株GD-14,其辅酶Q10产量达0.68 mg/L,单位细胞含量达0.54 mg/g DCW。随后用多个固定强度调控元件在染色体上对MEP途径的关键基因dxs和idi基因以及ubiCA基因进行组合调控,将辅酶Q10单位细胞含量提高2.46倍(从0.54到1.87 mg/g)。进一步引入运动发酵单胞菌Zymomonas mobilis的Glf转运蛋白代替自身的磷酸烯醇式丙酮酸:碳水化合物磷酸转移酶系统(PTS),使辅酶Q10产量进一步提高16%。最后,对高产菌株GD-51进行分批补料发酵,辅酶Q10产量达433 mg/L,单位细胞含量达11.7 mg/g DCW。这是目前为止文献报道的大肠杆菌产辅酶Q10最高菌株。     

快速提取类球红细菌中辅酶Q10的方法研究

目的：建立一种从类球红细菌中快速分离纯化辅酶Q10的方法。方法：对影响超声提取辅酶Q10的各因素,包括提取试剂、超声频率、循环次数及工作时间的最佳条件进行正交试验,比较超声破碎法与碱醇皂化法提取辅酶Q10的差异。结果：在超声提取中,提取试剂和循环次数对辅酶Q10提取效果具有显著性影响;在超声频率0.5s、丙酮提取3min、循环3次的条件下提取的辅酶Q10的含量比碱醇皂化法提高了近6倍。结论：超声破碎法是一种简单、迅速、高效的提取辅酶Q10方法。     

代谢工程在微生物法产辅酶Q_(10)中的应用

辅酶Q10作为细胞呼吸链上的重要组成部分在电子传递过程中发挥着重要的作用。辅酶Q10的抗氧化、抗衰老功能使其广泛应用于医药、食品和化妆品等行业。CoQ10市场需求不断增加,这使得大规模提高CoQ10工业化生产的产量显得十分必要。目前,主要依靠从自然界中筛选到的各种微生物作为生产菌种发酵生产CoQ10,但这些原始生产菌种由于产量低、营养要求高等各种原因很难实现大规模发酵生产。随着对CoQ10生物合成途径以及代谢调控机制的了解清楚,通过对易于商业化生产的优良宿主细胞(如大肠杆菌)进行代谢工程的改造,有助于促进代谢工程菌的CoQ10工业化生产发展。     

紫罗酮和麦角固醇对酵母生长及产辅酶Q10的影响

研究了β-紫罗酮和麦角固醇对酵母生长及产辅酶Q10的影响。研究发现,β-紫罗酮能促进菌体积累辅酶Q10,当培养基中β-紫罗酮的添加量为0·208×10-3mol/L时,菌体中CoQ10的含量提高了28·3%;少量麦角固醇能促进菌体产辅酶Q10,当麦角固醇的添加量为0·15×10-4mol/L时,菌体中CoQ10的含量提高了31·8%,而增加麦角固醇的添加量为0·60×10-4mol/L时则会抑制菌体产辅酶Q10;同时添加β-紫罗酮和麦角固醇时,菌体中CoQ10的含量提高了36·1%。研究结果表明,β-紫罗酮和麦角固醇能有效地促进菌体产辅酶Q10,这为发酵法生产辅酶Q10提供了一条新的研究思路。     

酵母发酵生产辅酶Q10提取方法研究进展

辅酶Q10是存在于哺乳动物中,能与酶蛋白形成复合物以发挥酶学活性的有机小分子化合物,目前广泛应用于医药、日化、保健、食品等不同领域。辅酶Q10来源丰富,其中酵母是其工业生产的主要来源之一。广受关注的酵母发酵生产辅酶Q10的提取分离手段不断革新,产量不断增加,处理方式更加环保,应用日渐拓宽。本文就近年来国内外酵母发酵生产辅酶Q10的提取分离方法进行了综述,包括酵母菌种的类型与优化、辅酶Q10提取检测方法、工业生产放大工艺以及与产品质量相关的各个影响因素,并对酵母发酵生产辅酶Q10的前景进行了展望。     

提高微生物发酵辅酶Q10产量的研究进展

辅酶Q10具有很高的保健和临床应用价值,开发潜力巨大。主要从菌种筛选、发酵条件优化以及提取方法改进三方面介绍了如何提高微生物发酵辅酶Q10产量的一些研究进展。     

发酵生产辅酶Q10高产菌株的选育

以实验室保存的类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)JDW61为出发菌株,考察了紫外、紫外结合氯化锂和亚硝基胍对菌株产生辅酶Q10能力的诱变效应,并结合辅酶Q10的合成途径设计了快速筛选辅酶Q10高产菌株的模型,获得一株辅酶Q10产量提高的突变株CP222,该菌株摇瓶发酵的辅酶Q10产量为276.14mg·L-1,较出发菌株提高了190%,并且遗传性能稳定。     

正交试验法优选烟草中辅酶Q10的匀浆提取工艺

以烟草叶片为原料,用正交试验法优化了烟草中辅酶Q10的匀浆提取工艺,考察了匀浆时间、乙醇体积分数、液料比和提取次数4个因素对辅酶Q10提取率的影响,确立了烟草中辅酶Q10的优化匀浆提取工艺条件为:提取溶剂为85%乙醇,匀浆时间6 min,液料比9∶1(mL/g),提取次数2次。将该法与索氏提取进行了对比。结果表明,匀浆提取烟草中辅酶Q10的提取率为12.82μg·g-1,与索氏提取的提取率相当,但匀浆提取所用提取时间短,提取溶剂用量少,因此匀浆法具有明显的优势。