一种制备左旋多巴的方法技术

技术编号:13459438 阅读:78 留言:0更新日期:2016-08-03 20:55
本发明专利技术属于微生物酶法合成领域,涉及一种制备左旋多巴的方法,采用重组菌大肠埃希氏菌FDop(Escherichia coli FDop)发酵产生,FDop已保存于中国典型培养物保藏中心,保藏日期为2016年2月19日,保藏编号为CCTCC NO:M 2016064。具体包括如下步骤:(1)菌种活化,得到一级种子;(2)扩大培养,得到二级种子;(3)发酵培养:将所述二级种子接种到发酵培养基中,同时加入葡萄糖,转速350‑450rpm,风量3‑5L/min,控制pH6.0‑6.5进行发酵,溶氧控制在15‑30%,得到发酵液;(4)诱导:所述发酵液的OD600达到8‑10,加入IPTG至终浓度为0.03‑0.06mM,同时开始流加左旋酪氨酸溶液,诱导48‑72小时,纯化得到左旋多巴。本发明专利技术制备左旋多巴的工艺易于控制,稳定性好,副产物少,左旋多巴的产率高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于微生物酶法合成领域,涉及,采用重组菌大肠埃希氏菌FDop(<i>Escherichia coli </i>FDop)发酵产生,FDop已保存于中国典型培养物保藏中心,保藏日期为2016年2月19日,保藏编号为CCTCC NO:M 2016064。具体包括如下步骤:(1)菌种活化,得到一级种子;(2)扩大培养,得到二级种子;(3)发酵培养:将所述二级种子接种到发酵培养基中,同时加入葡萄糖,转速350?450rpm,风量3?5L/min,控制pH6.0?6.5进行发酵,溶氧控制在15?30%,得到发酵液;(4)诱导:所述发酵液的OD600达到8?10,加入IPTG至终浓度为0.03?0.06mM,同时开始流加左旋酪氨酸溶液,诱导48?72小时,纯化得到左旋多巴。本专利技术制备左旋多巴的工艺易于控制,稳定性好,副产物少,左旋多巴的产率高。CCTCC NO: M 201606420160219【专利说明】
本专利技术涉及一种利用微生物发酵的方法,具体是,属于 微生物酶法合成领域。
技术介绍
左旋多巴(3,4-dihydroxyphenyl-L-ananine,简称L-D0PA)的化学名称为3,4_二 羟基苯基丙氨酸,其结构式为:作为一种重要的生物活性物质,L-D0PA是从L-酪氨酸到儿茶酚或黑色素的生化代谢途 径过程中的重要中间产物。 上世纪60年代,国外许多学者开始致力于微生物酶法合成L-D0PA的研究。为了提 高L-D0PA产量和底物转化率,研究者们对微生物酶法合成L-D0PA的工艺方法进行了大量研 究。 酪氨酸酸裂解酶(Tyrosine phenol lyase,TPL,E.C.4.1.99.2),又名酪氨酸 酶,以磷酸吡咳醛(pyridoxal_phosphate,PLP)为辅酶,以钾离子和氨离子为辅助因子,TPL 可以催化L-酪氨酸发生消去反应生成苯酚、丙酮酸和氨。由于这个反应是可逆的,将邻苯 二酚代替苯酚后,可由邻苯二酚、丙酮酸和氨可在TPL催化下生成L-D0PA。左旋多巴的前体 在较高浓度时对酶活都有抑制作用,其中邻苯二酚及丙酮酸除了有强抑制作用外,还会导 致酶的不可逆失活,反应条件难以控制,副产物多,L-D0PA的产率低。 也有一些利用自然界中的细菌,如Escherichia、Proteus(变形菌属)、 Stizolobium hassjoo和Erwinia(欧文氏菌属)等,来合成L-D0PA,如左旋多巴酶法合成综 述报道,TPL大肠杆菌基因工程菌转化30h,转化生成29.6g/L的L-D0PA。又如,Jang-Young !^6等人克隆来源于£8(:1161';(]11105)的对羟基苯乙酸-3-羟基化酶(口-hydroxyphenylacetate 3-hydroxylase,PHAH),转化L-酪氨酸为L-D0PA,产物累积至 10g/ L,该技术申请了专利US5837504。研究者发现这些重组菌株虽然TPL的表达量高于野生菌 株,但最终的L-D0PA合成能力却没有明显提高甚至低于野生菌株。这可能因为要获得较高 的L-D0PA合成能力,菌株除了具备TPL高活性外,还要有相对完善的底物、产物出入细胞膜 的转运机制以及对底物邻苯二酚抑制酶活的耐受力等。总体来说,反应条件难以控制,稳定 性差,副产物多,L-D0PA的产率低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是,提供,采用一株用于发 酵生产左旋多巴的具备遗传稳定性高,产量高,副产物少的重组菌株FDop。 采取的技术方案如下:,采用重组菌大肠埃希氏菌FDop (Escherichia coli FDop)发酵产生,FDop已保存于中国典型培养物保藏中心,保藏日期为 2016年2月19日,保藏地址:武汉大学武昌珞珈山,保藏编号为CCTCC N0:M 2016064。 重组菌FDOP是通过将来源于粗糙链孢菌(Neurospora crassa)的酪氨酸酶基因 (Gene ID:M32843.1)导入左旋酪氨酸生产菌构建而成。 进一步,重组菌roop的获得步骤包括:设计引物克隆酪氨酸酶基因,将克隆到的酪 氨酸酶基因连入表达载体中,构建表达质粒Tyrse,再将表达质粒Tyrse导入左旋酪氨酸生 产菌(Tyr)中,构建得到重组菌FDop。 进一步,表达载体采用表达载体PKK223-3。制备左旋多巴的方法,具体包括如下步骤:(1)菌种活化:挑单FDop菌落,接种于种 子培养基中,加Amp至10011^/1,35-37°(:,200-250印111,培养12-1611,得到一级种子;(2)扩大 培养:将所述一级种子接种到种子培养基中,加Amp至100mg/L,35-37°C,200-250rpm,培养 12-16h,得到二级种子;(3)发酵培养:将所述二级种子接种到发酵培养基中,同时加入葡萄 糖,转速350-450rpm,风量3-5L/min,控制pH6.0-6.5进行发酵,溶氧控制在15-30%,得到发 酵液;(4)诱导:所述发酵液的0D600达到8-10,加入IPTG至终浓度为0.03-0.06mM,同时开始 流加左旋酪氨酸溶液,诱导48-72小时,纯化得到左旋多巴。进一步,步骤(4)中,左旋酪氨酸溶液的流加流速为0.3-0.8g/L。 进一步,步骤(3)中,采用氨水控制pH6.0-6.5。进一步,所述种子培养基包括胰蛋白胨10g/L、酵母提取物0.5g/L、氯化钠10g/L。 进一步,发酵培养基包括十二水磷酸氢二钠15.14g/L、磷酸二氢钾3g/L、氯化铵 1 g/L、氯化钠0 ? 5g/L、七水硫酸镁0 ? 246g/L。进一步,获得重组菌roop的具体步骤包括: 1.将L-酪氨酸生产菌(Tyr)制备成感受态细胞 使用TAKARA感受态细胞制备试剂盒,按说明书操作,制备获得Tyr菌感受态。 2.全基因合成酪氨酸酶基因片段 根据NCBI数据库中Gene ID:M32843.1提供的序列,合成粗糙链孢菌(Neurospora crassa)来源的酪氨酸酶全基因片段。 3 ?构建酪氨酸酶表达质粒Tyrse 将酪氨酸酶全基因片段亚克隆至PKK223-3质粒,酶切位点Ec〇RI、HindIII。 4 ?表达质粒Tyrse导入感受态细胞 1) 感受态从-70度取出后立刻插入冰水浴中3min; 2) 超净台中取1微升的质粒Tyrse加入感受态,轻弹混勾,立刻插入冰水浴25min,静置; 3) 将感受态轻轻转移至42度水浴热激1.5min,立刻轻轻转移至冰水浴5min; 4) 加700微升左右的LB培养基,150rpm,37度,60min复苏; 5 )3500rpm*3min,弃上清600-700微升,剩余菌液吹吸混匀,涂布加氨苄青霉素(100mg/ L)LB 平板,37°C 培养 16h。通过实施上述技术方案,本专利技术具有如下有益效果:本专利技术制备左旋多巴的工艺 易于控制,稳定性好,副产物少,左旋多巴的产率高。【具体实施方式】 下面结合具体实施例,对本专利技术作进一步详细说明。 实施例1: 一、 制备重组菌FDop 1、将L-酪氨酸产生菌(大肠杆菌工程菌)制备成感受态细胞 使用TAKARA感受态细胞制备本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种制备左旋多巴的方法,其特征在于,采用重组菌大肠埃希氏菌FDop(Escherichia coli FDop)发酵产生,FDOP已保存于中国典型培养物保藏中心,保藏日期为2016年2月19日,保藏编号为CCTCC NO:M 2016064。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:储消和吴黎诚余炜方明山徐顺清周卫国张拥军
申请(专利权)人:浙江绿创生物科技有限公司浙江野风药业股份有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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