本發(fā)明屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域,是關(guān)于一種以連翹苷為原料生物轉(zhuǎn)化制備連翹脂素的方法。
(二)
背景技術(shù):
連翹脂素(phillygenin),又名連翹苷元(CAS號(hào)為487-39-8,分子式為C21H24O6,分子量為372.41),屬于雙環(huán)氧木脂素類(lèi)物質(zhì)。連翹脂素具有多種生物活性,包括良好的抗氧化性,表現(xiàn)出非常強(qiáng)的DPPH、ABTS、FRAP自由基清除能力及降血脂活性;連翹脂素對(duì)人肝癌細(xì)胞(SMMC27721)、人宮頸癌細(xì)胞(Hela)、中國(guó)倉(cāng)鼠肺成纖維細(xì)胞(V79)及小鼠黑色素肉瘤細(xì)胞(B16)具有體外抗腫瘤活性,也能降低高血脂癥小鼠的血清總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇,且可通過(guò)氧化途徑來(lái)降低血脂水平;研究表明連翹脂素能預(yù)防或治療由過(guò)氧化物引起的相關(guān)疾病,如類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎,癌癥,動(dòng)脈粥樣硬化和神經(jīng)退行性疾病。
連翹脂素以游離狀態(tài)存在于一些木犀科植物中,如連翹、流蘇樹(shù)和桂花等,因此可以從這些植物中分離獲得,但其含量相對(duì)較低,如從產(chǎn)于河南的連翹葉提取連翹脂素的收率僅為0.162%(崔燕巖,馮少勇,趙光,等.連翹有效成分的HPLC法測(cè)定[J].藥學(xué)學(xué)報(bào),1992(8):603-608)。在上述植物中,連翹脂素更多的與葡萄糖結(jié)合成苷,即連翹苷(phillyrin,CAS號(hào)為487-41-2,分子式為C27H34O11,分子量為534.56),含量相對(duì)較高。如從產(chǎn)于河南的連翹葉提取連翹苷的收率可達(dá)3.14%,是連翹脂素含量的19.4倍。雖然連翹苷也具有多種生物活性,如清熱解毒、排膿化瘀、抗氧化、抗病毒等藥理作用,但是其口服吸收效果較差,對(duì)一些腫瘤細(xì)胞沒(méi)有抑制活性。有研究報(bào)道,連翹苷在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為連翹脂素后才能發(fā)揮效用。
可以看出,連翹脂素具有更好的藥理活性,如將連翹苷轉(zhuǎn)化為連翹脂素,對(duì)連翹資源的深度開(kāi)發(fā)具有重要意義。目前,已有酶法轉(zhuǎn)化的研究報(bào)道,如采用纖維素酶轉(zhuǎn)化連翹苷,轉(zhuǎn)化48h,轉(zhuǎn)化率可達(dá)93.6%(中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN 105331653 A),但該方法的纖維素酶用量較大,是底物質(zhì)量的1~10倍,酶的成本無(wú)疑較高;如果采用酸水解法,存在的問(wèn)題則是副產(chǎn)物較多,構(gòu)型容易轉(zhuǎn)變,生成的同分異構(gòu)體難以分離。
為了提高連翹脂素的生產(chǎn)效率,克服現(xiàn)有連翹脂素生產(chǎn)方法的不足,本發(fā)明采用微生物法轉(zhuǎn)化連翹苷為連翹脂素(反應(yīng)式見(jiàn)圖1),篩選獲得了一株轉(zhuǎn)化能力高、專(zhuān)一性好的微生物菌株,培養(yǎng)獲得菌體,以菌體為生物催化劑,將連翹苷轉(zhuǎn)化為連翹脂素,在底物濃度為2g/L時(shí),轉(zhuǎn)化得率可達(dá)90%以上。
(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的是提供一株產(chǎn)糖苷酶的微生物菌株—桔青霉(Penicillium citrinum)LB,及其在轉(zhuǎn)化連翹苷制備連翹脂素中的應(yīng)用。較好地克服現(xiàn)有酶解法中酶消耗量大的不足,本工藝具有成本低、流程簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)化得率高和副產(chǎn)物少等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供一株新菌株—桔青霉(Penicillium citrinum)LB,保藏于廣東省微生物菌種保藏中心,保藏編號(hào):GDMCC No:60050,保藏日期2016年6月27日,地址:廣東省廣州市先烈中路100號(hào)大院59號(hào)樓5樓;郵編:510075。
本發(fā)明所述桔青霉LB,是從土壤中分離,經(jīng)過(guò)篩選得到的優(yōu)良菌株。所述桔青霉LB的形態(tài)特征如下:在馬鈴薯葡萄糖瓊脂平板培養(yǎng)基上,28℃條件下培養(yǎng)2天,即長(zhǎng)出菌落。菌落初期為白色細(xì)絨毛狀,之后表面逐漸呈灰綠色,產(chǎn)生大量綠色分生孢子,背面呈黃色。在顯微鏡下觀(guān)察到菌絲有橫隔,孢子梗頂端產(chǎn)生成串的青色分生孢子,分生孢子穗呈青霉屬菌種特有的帚狀。
所述桔青霉LB的18s rDNA部分核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
本發(fā)明還提供一種所述桔青霉LB在生物轉(zhuǎn)化連翹苷制備連翹脂素中的應(yīng)用。
所述的應(yīng)用是將桔青霉LB經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)后獲得的濕菌體為生物催化劑,以連翹苷為底物,以甲醇為助溶劑,以含濕菌體的發(fā)酵液或?qū)窬w懸浮于緩沖液中構(gòu)成轉(zhuǎn)化體系,于30~35℃、200~250r/min恒溫振蕩條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng),轉(zhuǎn)化反應(yīng)結(jié)束后,將轉(zhuǎn)化液分離純化,獲得連翹脂素。
進(jìn)一步,所述的轉(zhuǎn)化體系是由含菌體的發(fā)酵液、連翹苷和甲醇構(gòu)成;或?qū)l(fā)酵液過(guò)濾,取濕菌體懸浮于等同發(fā)酵液體積、pH 6的磷酸緩沖液中,再加入連翹苷和甲醇構(gòu)成轉(zhuǎn)化體系。所述轉(zhuǎn)化體系中生物催化劑用量以濕菌體干重計(jì)為1.51~1.64g/L。
進(jìn)一步,轉(zhuǎn)化體系中所述底物連翹苷的終濃度為1~2g/L,所述助溶劑甲醇的體積終濃度為1%~5%(優(yōu)先選用甲醇溶解連翹苷,然后再加入轉(zhuǎn)化體系)。
進(jìn)一步,所述的轉(zhuǎn)化反應(yīng)條件為:在30~35℃、150~250r/min恒溫振蕩條件下轉(zhuǎn)化18~24h。
進(jìn)一步,所述生物催化劑按如下方法制備:將桔青霉LB接種至發(fā)酵培養(yǎng)基,于28~30℃、200~250r/min恒溫振蕩條件下培養(yǎng)2~3天,獲得發(fā)酵液,發(fā)酵液經(jīng)過(guò)濾,收集濕菌體;所述發(fā)酵培養(yǎng)基終濃度組成為:蔗糖6~10g/L,(NH4)2SO4 4~7g/L,NaCl 5g/L,KH2PO45g/L,MgSO4 1g/L,MnSO4 0.5g/L,溶劑為水,pH 5~7。
所述桔青霉LB菌株在發(fā)酵前,通常需要先經(jīng)平板培養(yǎng)基活化培養(yǎng),再經(jīng)過(guò)種子培養(yǎng)基擴(kuò)大培養(yǎng),然后用種子液接入發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。
所述生物催化劑制備方法為:(1)活化培養(yǎng):將桔青霉LB菌種孢子接種于平板培養(yǎng)基,于28~30℃恒溫培養(yǎng)2~3天,獲得平板孢子,所述的平板培養(yǎng)基為馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA),其終濃度組成為:馬鈴薯200g/L(馬鈴薯洗凈去皮,切成小塊,加5倍質(zhì)量水煮沸20-30min,4層紗布過(guò)濾去渣留汁),葡萄糖20g/L,瓊脂20g/L,溶劑為水,pH自然;(2)種子擴(kuò)大培養(yǎng):挑取步驟(1)活化培養(yǎng)后桔青霉LB孢子接種至種子培養(yǎng)基中,于28~30℃、200~250r/min恒溫振蕩條件下培養(yǎng)2~3天,得種子液,所述種子培養(yǎng)基,除不含瓊脂外,其終濃度組成和配制方法同平板培養(yǎng)基;(3)菌體發(fā)酵:將種子液以體積濃度5%~10%的接種量接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中,于28~30℃、200~250r/min恒溫振蕩條件下培養(yǎng)2~3天,獲得發(fā)酵液。所述發(fā)酵培養(yǎng)基終濃度組成為:蔗糖6~10g/L,(NH4)2SO4 4~7g/L,NaCl 5g/L,KH2PO45g/L,MgSO4 1g/L,MnSO4 0.5g/L,溶劑為水,pH 5~7。
進(jìn)一步,優(yōu)選所述發(fā)酵培養(yǎng)基終濃度組成為:蔗糖7g/L,(NH4)2SO4 5g/L,NaCl 5g/L,KH2PO4 5g/L,MgSO4 1g/L,MnSO4 0.5g/L,溶劑為水,pH 6。
本發(fā)明所述的連翹脂素分離純化的方法為:在生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)結(jié)束后,轉(zhuǎn)化體系用等體積的乙酸乙酯萃取,萃取液于圓底燒瓶中,45℃下減壓蒸干乙酸乙酯后,再加入原轉(zhuǎn)化體系體積1/4的甲醇溶解殘留物;甲醇溶液用濾紙過(guò)濾后,于45℃下減壓干燥,(優(yōu)選濾液轉(zhuǎn)入另一潔凈圓底燒瓶中,45℃下減壓蒸干甲醇后,加少量甲醇溶解殘留物,甲醇溶液轉(zhuǎn)入潔凈培養(yǎng)皿中,減壓干燥后),即得連翹脂素。
本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:本發(fā)明提供一種利用桔青霉LB發(fā)酵獲得生物催化劑,以連翹苷為底物制備連翹脂素的方法,在底物投料濃度為2g/L時(shí),連翹脂素的轉(zhuǎn)化得率為90.5%。相比于現(xiàn)有技術(shù),采用本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有:桔青霉LB營(yíng)養(yǎng)要求低、發(fā)酵時(shí)間短、抗污染能力強(qiáng);生長(zhǎng)快;轉(zhuǎn)化反應(yīng)專(zhuān)一性好,轉(zhuǎn)化效率高,副產(chǎn)物少;本發(fā)明把活性低的連翹苷轉(zhuǎn)化活性更好的連翹脂素,可大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用,生產(chǎn)工藝具有周期短,轉(zhuǎn)化率高,環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。
(四)附圖說(shuō)明
圖1連翹苷轉(zhuǎn)化為連翹脂素的化學(xué)反應(yīng)式;
圖2 HPLC法分析連翹脂素濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn);
圖3轉(zhuǎn)化樣品的HPLC分析圖譜,A為標(biāo)準(zhǔn)品連翹苷和連翹脂素的HPLC圖譜;B為連翹苷轉(zhuǎn)化0h的HPLC圖譜;C為連翹苷經(jīng)生物轉(zhuǎn)化20h的HPLC圖譜(實(shí)施例6樣品)。
(五)具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此:
實(shí)施例1轉(zhuǎn)化菌種的分離與篩選
采集花壇肥沃土壤,用無(wú)菌水稀釋1×106倍后涂布于馬鈴薯葡萄糖瓊脂平板培養(yǎng)基(PDA)上,于28℃恒溫培養(yǎng)4天,挑取顏色和形態(tài)不同的霉菌菌落轉(zhuǎn)接新鮮PDA平板培養(yǎng)基,置于28℃恒溫培養(yǎng)3天,得孢子豐富的菌株12株(菌株編號(hào)見(jiàn)表1),保存于4℃冰箱中備用。
接種環(huán)分別挑取上述各個(gè)菌株的平板培養(yǎng)基上的孢子2環(huán),接種到裝有100mL初始發(fā)酵培養(yǎng)基中(250mL三角瓶裝),于30℃、200r/min振蕩培養(yǎng)3天(不同菌株發(fā)酵液的干菌體濃度在1.42g/L~4.37g/L之間不等),1mg的連翹苷溶于1mL甲醇后加入發(fā)酵液,使轉(zhuǎn)化體系中連翹苷的濃度為10mg/L。三角瓶于30℃、200r/min恒溫振蕩轉(zhuǎn)化18h。轉(zhuǎn)化反應(yīng)結(jié)束后,轉(zhuǎn)化液經(jīng)布氏漏斗抽濾除去菌體后,用100mL乙酸乙酯萃取2遍,乙酸乙酯分液于圓底燒瓶中,減壓蒸干乙酸乙酯后用3mL甲醇溶解殘留物,經(jīng)0.45μm微孔濾膜過(guò)濾后,用HPLC分析樣品中連翹脂素的濃度。
HPLC分析來(lái)自不同菌株發(fā)酵液轉(zhuǎn)化樣品中的連翹脂素濃度,計(jì)算連翹脂素的轉(zhuǎn)化得率,由此比較不同菌株產(chǎn)酶轉(zhuǎn)化連翹苷為連翹脂素的能力高低。12個(gè)菌株中,編號(hào)為L(zhǎng)B的霉菌轉(zhuǎn)化生成連翹脂素得率最高,轉(zhuǎn)化液中連翹脂素的濃度為5.11mg/L,轉(zhuǎn)化得率達(dá)到73.3%。
表1不同菌株轉(zhuǎn)化連翹苷生成連翹脂素的濃度和得率
所述的PDA平板培養(yǎng)基,按如下組成和方法配制:馬鈴薯洗凈去皮切成小塊,稱(chēng)取200g,加自來(lái)水1000mL,煮沸30min,4層紗布過(guò)濾去渣,濾液補(bǔ)足到1000mL,再加入葡萄糖20g、瓊脂20g,pH自然(實(shí)測(cè)6.5),加熱至瓊脂溶化后分裝于三角瓶中,經(jīng)高壓蒸汽121℃滅菌20min,凝固前倒入無(wú)菌培養(yǎng)皿,每皿25~30mL。
所述的初始發(fā)酵培養(yǎng)基按如下組成和方法配制:葡萄糖4g/L,蛋白胨5g/L,NaCl 5g/L,KH2PO4 5g/L,MgSO4 1g/L,MnSO4 0.5g/L,pH 7,溶劑為水,250mL的三角瓶裝100mL初始發(fā)酵培養(yǎng)基,8層紗布扎口,高壓蒸汽121℃滅菌20min。
所述HPLC分析方法為:LC-20AD高效液相色譜儀(日本島津儀器有限公司),色譜柱為Phenomenex Luna C18柱(5μm,250mm×4.6mm),柱溫為室溫;流動(dòng)相為乙腈和水梯度洗脫(0~30min,乙腈體積分?jǐn)?shù)變化為10%~100%,水體積分?jǐn)?shù)變化為90%~0%;30~40min,100%乙腈);流速0.8mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)277nm,進(jìn)樣量20μL。由相同分析條件下的標(biāo)準(zhǔn)品連翹脂素濃度-峰面積標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)(圖2),計(jì)算出轉(zhuǎn)化樣品中的連翹脂素的濃度。
所述的連翹脂素轉(zhuǎn)化得率按以下公式計(jì)算:
式中,372.41為連翹脂素的分子量,534.56為連翹苷的分子量。
實(shí)施例2:菌株LB轉(zhuǎn)化穩(wěn)定性驗(yàn)證
以菌株LB為轉(zhuǎn)化菌種,在100mL搖瓶發(fā)酵規(guī)模下,增加了種子擴(kuò)大培養(yǎng)步驟,用含菌體的發(fā)酵液轉(zhuǎn)化連翹苷,驗(yàn)證菌種的轉(zhuǎn)化穩(wěn)定性,具體工藝步驟如下:
(1)將4℃冰箱中保存的菌株LB平板菌種接種于新鮮平板培養(yǎng)基,平板于28℃恒溫培養(yǎng)2天,所述的平板培養(yǎng)基組成和制備方法同實(shí)施例1;
(2)用接種環(huán)取步驟(1)活化培養(yǎng)后菌株LB孢子2次至50mL種子培養(yǎng)基中,于30℃、200r/min恒溫振蕩條件下培養(yǎng)2天,得干菌體濃度為1.83g/L的種子液。所述種子培養(yǎng)基,除不含瓊脂外,其終濃度組成和配制方法同平板培養(yǎng)基,250mL的三角瓶裝50mL,經(jīng)高壓蒸汽121℃滅菌20min。
(3)步驟(2)種子液以體積濃度5%(即5mL)的接種量接種至100mL初始發(fā)酵培養(yǎng)基中,于30℃、200r/min恒溫振蕩條件下培養(yǎng)2天(干菌體濃度為2.76g/L)后,加入1mg的連翹苷(溶于1mL甲醇),使轉(zhuǎn)化體系中連翹苷的濃度為10mg/L。三角瓶于30℃、200r/min恒溫振蕩轉(zhuǎn)化18h。所述的初始發(fā)酵培養(yǎng)基終濃度組成和配制方法同實(shí)施例1。
(4)轉(zhuǎn)化反應(yīng)結(jié)束后,轉(zhuǎn)化液經(jīng)布氏漏斗抽濾除去菌體后,用100mL乙酸乙酯萃取2遍,乙酸乙酯分液于圓底燒瓶中,減壓蒸干乙酸乙酯后用3mL甲醇溶解殘留物,經(jīng)0.45μm微孔濾膜過(guò)濾后,用HPLC分析樣品中連翹脂素的濃度。
HPLC分析表明,按本實(shí)施例方法,菌株LB發(fā)酵液轉(zhuǎn)化連翹苷,重復(fù)3批次實(shí)驗(yàn),轉(zhuǎn)化樣品中連翹脂素平均濃度為4.96mg/L,轉(zhuǎn)化得率平均為71.2%,3批次實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)顯著性差異,表明菌株LB發(fā)酵轉(zhuǎn)化連翹苷為連翹脂素的轉(zhuǎn)化性能穩(wěn)定。
實(shí)施例3:菌株LB的分類(lèi)鑒定
將菌株LB接種在馬鈴薯葡萄糖瓊脂平板培養(yǎng)基上,28℃條件下培養(yǎng)2天,即可長(zhǎng)出菌落。菌落初期為白色細(xì)絨毛狀,之后表面逐漸呈灰綠色,產(chǎn)生大量綠色分生孢子,背面呈黃色。在顯微鏡下觀(guān)察到菌絲有橫隔,孢子梗頂端產(chǎn)生成串的青色分生孢子,分生孢子穗呈青霉屬菌種特有的帚狀。
將菌株LB交由生工生物工程(上海)有限公司進(jìn)行18S rDNA測(cè)序,測(cè)得序列大小為1282bp,具體序列(SEQ ID NO:1所示)如下:
GCTCATTAAATCAGTTATCGTTTATTTGATAGTACCTTACTACATGGATACCTGTGGTAATTCTAGAGCTAATACATGCTACAAACCCCGACTTCAGGAAGGGGTGTATTTATTAGATAAAAAACCAACGCCCTTCGGGGCTCCTTGGTGAATCATAATAACTTAACGAATCGCATGGCCTTGCGCCGGCGATGGTTCATTCAAATTTCTGCCCTATCAACTTTCGATGGTAGGATAGTGGCCTACCATGGTGGCAACGGGTAACGGGGAATTAGGGTTCGATTCCGGAGAGGGAGCCTGAGAAACGGCTACCACATCCAAGGAAGGCAGCAGGCGCGCAAATTACCCAATCCCGATACGGGGAGGTAGTGACAATAAATACTGATACGGGGCTCTTTCGGGTCTCGTAATTGGAATGAGAACAATTTAAATCCCTTAACGAGGAACAATTGGAGGGCAAGTCTGGTGCCAGCAGCCGCGGTAATTCCAGCTCCAATAGCGTATATTAAAGTTGTTGCAGTTAAAAAGCTCGTAGTTGAACCTTGGGCCTGGCTGGCCGGTCCGCCTCACCGCGAGTACTGGTCCGGCTGGGCCTTTCCTTCTGGGGAACCTCATGGCCTTCACTGGCTGTGGGGGGAACCAGGACTTTTACTGTGAAAAAATTAGAGTGTTCAAAGCAGGCCTTTGCTCGAATACATTAGCATGGAATAATAGAATAGGACGTGCGGTTCTATTTTGTTGGTTTCTAGGACCGCCGTAATGATTAATAGGGATAGTCGGGGGCGTCAGTATTCAGCTGTCAGAGGTGAAATTCTTGGATTTGCTGAAGACTAACTACTGCGAAAGCATTCGCCAAGGATGTTTTCATTAATCAGGGAACGAAAGTTAGGGGATCGAAGACGATCAGATACCGTCGTAGTCTTAACCATAAACTATGCCGACTAGGGATCGGACGGGATTCTATGATGACCCGTTCGGCACCTTACGAGAAATCAAAGTTTTTGGGTTCTGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGAAATTGACGGAAGGGCACCACAAGGCGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGGAAACTCACCAGGTCCAGACAAAATAAGGATTGACAGATTGAGAGCTCTTTCTTGATCTTTTGGATGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGTGATTTGTCTGCTTAATTGCGATAACGAACGAGACCTCGGCCCTTAAATAGCCCGGTCCGCATCTGCGGGCCGCTGGCTTC。
將該序列在GenBank上進(jìn)行BLAST比對(duì),與超過(guò)100株青霉屬菌株有99%以上的同源性,與6株桔青霉菌株的18S rDNA序列有100%的同源性。依據(jù)18S rDNA序列,繪制的該菌株與青霉屬不同種的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)顯示,該菌株與桔青霉親緣關(guān)系較近,與青霉屬其他種的親緣關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn),綜合菌株LB的形態(tài)特征和18S rDNA的序列分析,可以確定菌株LB為一株桔青霉(Penicillium citrinum),定名為桔青霉LB,已保藏于廣東省微生物菌種保藏中心,保藏編號(hào):GDMCC No:60050,保藏日期2016年6月27日,地址:廣東省廣州市先烈中路100號(hào)大院59號(hào)樓5樓;郵編:510075。
實(shí)施例4:桔青霉LB轉(zhuǎn)化條件的優(yōu)化
以桔青霉LB為轉(zhuǎn)化菌種,在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上,優(yōu)化了發(fā)酵培養(yǎng)基組成,提高的底物濃度,延長(zhǎng)了轉(zhuǎn)化時(shí)間,轉(zhuǎn)化得率有顯著提高,具體工藝步驟如下:
(1)將4℃冰箱中保存的桔青霉LB平板菌種接種于新鮮平板培養(yǎng)基,平板于28℃恒溫培養(yǎng)2天,所述的平板培養(yǎng)基組成和制備方法同實(shí)施例1;
(2)用接種環(huán)取步驟(1)活化培養(yǎng)后桔青霉LB孢子2次至50mL種子培養(yǎng)基中,于30℃、200r/min恒溫振蕩條件下培養(yǎng)2天,得干菌體濃度為1.78g/L的種子液。所述種子培養(yǎng)基組成和制備方法同實(shí)施例2。
(3)步驟(2)種子液以體積濃度10%(即10mL)的接種量接種至100mL發(fā)酵培養(yǎng)基中,于30℃、250r/min恒溫振蕩條件下培養(yǎng)2天(干菌體濃度為1.54g/L)后,加入0.2g的連翹苷溶于5mL甲醇的溶液,使轉(zhuǎn)化體系中連翹脂素的濃度為2g/L(轉(zhuǎn)化體系體積按100mL計(jì))。三角瓶于35℃、250r/min恒溫振蕩轉(zhuǎn)化18h。所述的發(fā)酵培養(yǎng)基終濃度組成為:蔗糖7g/L,(NH3)2SO4 5g/L,NaCl 5g/L,KH2PO4 5g/L,MgSO4 1g/L,MnSO4 0.5g/L,溶劑為水,pH 6。250mL的三角瓶裝100mL發(fā)酵培養(yǎng)基,8層紗布扎口,高壓蒸汽121℃滅菌20min。
(4)轉(zhuǎn)化反應(yīng)結(jié)束后,轉(zhuǎn)化液經(jīng)布氏漏斗抽濾除去菌體后,用100mL乙酸乙酯萃取2遍,乙酸乙酯分液于圓底燒瓶中,減壓蒸干乙酸乙酯后用5mL甲醇溶解殘留物,經(jīng)0.45μm微孔濾膜過(guò)濾,用甲醇稀釋120倍后用HPLC分析樣品中連翹脂素的濃度。
HPLC分析表明,按本實(shí)施例方法,用桔青霉LB菌株發(fā)酵液轉(zhuǎn)化連翹苷,轉(zhuǎn)化樣品中連翹脂素濃度為1.26g/L,轉(zhuǎn)化得率為90.5%。
實(shí)施例5:菌體緩沖液體系轉(zhuǎn)化
以桔青霉LB為轉(zhuǎn)化菌種,在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上,發(fā)酵液經(jīng)過(guò)濾后收獲菌體,懸浮于緩沖液中轉(zhuǎn)化連翹苷,具體工藝步驟如下:
(1)將4℃冰箱中保存的桔青霉LB平板菌種接種于新鮮平板培養(yǎng)基,平板于30℃恒溫培養(yǎng)2天,所述的平板培養(yǎng)基組成和制備方法同實(shí)施例1;
(2)用接種環(huán)取步驟(1)活化培養(yǎng)后桔青霉LB孢子2次至50mL種子培養(yǎng)基中,于30℃、200r/min恒溫振蕩條件下培養(yǎng)2天,得干菌體濃度為1.86g/L的種子液。所述種子培養(yǎng)基組成和制備方法同實(shí)施例2。
(3)步驟(2)種子液以體積濃度10%(即10mL)的接種量接種至100mL發(fā)酵培養(yǎng)基中,于30℃、250r/min恒溫振蕩條件下培養(yǎng)2天(干菌體濃度為1.51g/L)后,發(fā)酵液經(jīng)布氏漏斗過(guò)濾,用pH 6的磷酸緩沖液100mL重新懸浮菌體于一只250mL三角瓶中,加入0.2g的連翹苷溶于5mL甲醇的溶液,使轉(zhuǎn)化體系中連翹脂素的濃度為2g/L(轉(zhuǎn)化體系體積按100mL計(jì))。三角瓶于35℃、250r/min恒溫振蕩轉(zhuǎn)化20h。所述的發(fā)酵培養(yǎng)基終濃度組成和配制方法同實(shí)施例4。
(4)轉(zhuǎn)化反應(yīng)結(jié)束后,轉(zhuǎn)化液經(jīng)布氏漏斗抽濾除去菌體后,用100mL乙酸乙酯萃取2遍,乙酸乙酯分液于圓底燒瓶中,減壓蒸干乙酸乙酯后用5mL甲醇溶解殘留物,經(jīng)0.45μm微孔濾膜過(guò)濾,用甲醇稀釋120倍后用HPLC分析樣品中連翹脂素的濃度。
HPLC分析表明,按本實(shí)施例方法,用桔青霉LB菌株發(fā)酵液轉(zhuǎn)化連翹苷,轉(zhuǎn)化樣品中連翹脂素濃度為1.24g/L,轉(zhuǎn)化得率為89.0%。相比于實(shí)施例4方法,雖然轉(zhuǎn)化得率略有下降,但因菌體重懸于緩沖液中,體系中雜質(zhì)較少,有利于后續(xù)產(chǎn)物的分離。
所述的pH 6的磷酸緩沖液配制方法為:稱(chēng)取Na2HPO4·H2O 7.16g,用去離子水定容至100mL(A液);稱(chēng)取NaH2PO4·2H2O 3.12g,用去離子水定容至100mL(B液);取87.7mL的A液和12.3mL的B液混合,即得到100mL pH 6的磷酸緩沖液。
實(shí)施例6:生物轉(zhuǎn)化法制備連翹脂素
在實(shí)施例5的基礎(chǔ)上,發(fā)酵體系放大到400mL,制備菌體用于連翹苷的生物轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化體系放大到400mL,具體工藝步驟如下:
(1)將4℃冰箱中保存的桔青霉LB平板菌種接種于新鮮平板培養(yǎng)基,平板于30℃恒溫培養(yǎng)2天,所述的平板培養(yǎng)基組成和制備方法同實(shí)施例1;
(2)用接種環(huán)取步驟(1)活化培養(yǎng)后桔青霉LB孢子2次至50mL種子培養(yǎng)基中,于30℃、200r/min恒溫振蕩條件下培養(yǎng)2天,得干菌體濃度為1.75g/L的種子液。所述種子培養(yǎng)基組成和制備方法同實(shí)施例2。
(3)步驟(2)種子液以體積濃度10%(即40mL)的接種量接種至400mL發(fā)酵培養(yǎng)基中,于30℃、200r/min恒溫振蕩條件下培養(yǎng)2天(干菌體濃度為1.64g/L)后,發(fā)酵液經(jīng)布氏漏斗過(guò)濾,用400mL、pH 6的磷酸緩沖液重新懸浮菌體于一只1L三角瓶中,加入0.8g的連翹苷溶于20mL甲醇的溶液,使轉(zhuǎn)化體系中連翹脂素的濃度為2g/L(轉(zhuǎn)化體系體積按400mL計(jì))。三角瓶于35℃、250r/min恒溫振蕩轉(zhuǎn)化24h。所述的發(fā)酵培養(yǎng)基終濃度組成同實(shí)施例4,1L的三角瓶裝400mL發(fā)酵培養(yǎng)基,8層紗布扎口,高壓蒸汽121℃滅菌25min。
(4)轉(zhuǎn)化反應(yīng)結(jié)束后,轉(zhuǎn)化液經(jīng)布氏漏斗抽濾除去菌體后,用400mL乙酸乙酯萃取3遍,合并萃取液于圓底燒瓶中,45℃下減壓蒸干乙酸乙酯后,再加入100mL甲醇溶解殘留物;甲醇溶液用濾紙過(guò)濾后,轉(zhuǎn)入另一潔凈圓底燒瓶中,45℃下減壓蒸干甲醇后,加10mL甲醇溶解殘留物,甲醇溶液轉(zhuǎn)入潔凈培養(yǎng)皿中,減壓干燥后得0.597g連翹脂素。
稱(chēng)取步驟(4)制備的連翹脂素1mg溶解于5mL甲醇中,經(jīng)0.45μm微孔濾膜過(guò)濾后,用HPLC分析樣品中連翹脂素的濃度。以標(biāo)準(zhǔn)品連翹苷和連翹脂素為對(duì)照,同時(shí)檢測(cè)連翹苷轉(zhuǎn)化0h和20h的HPLC圖譜。分析結(jié)果表明,按本實(shí)施例方法,制備的連翹脂素純度為85.1%,轉(zhuǎn)化得率為91.2%。