首页 / 专利库 / 酿造 / 发酵罐 / 一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法

一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法

阅读:1026发布:2020-06-15

专利汇可以提供一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶 发酵 液的发酵方法,属于 生物 与医药技术领域,取备用的12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为菌种按体积份数为2-6%的接种量接种到新型无菌发酵培养基中进行培养,2h后流加诱导培养基,共计流加8h。该发酵方法是在含12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为菌种发酵生产12α-羟基类固醇脱氢酶(12α-HSDH)的过程中,以高营养低成本的新型培养基替代传统的LB培养基以及采用过程流加诱导培养基,通过培养,使培养菌菌体 密度 OD(600)达到50~60,同时12α-羟基类固醇脱氢酶的酶活达到700~900U/L。,下面是一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法专利的具体信息内容。

1.一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,其特征在于:取备用的12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为菌种按体积份数为2-6%的接种量接种到新型无菌发酵培养基中进行培养,2h后流加诱导培养基,共计流加8h。
2.根据权利要求1所述的一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,其特征在于:所述12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为二级发酵菌种,保存在甘油管,按体积分数为1-5%接种量接入含所述LB液体无菌培养基三摇瓶中,置于37℃,40-
50RH%,240rpm的摇床中培养12h备用。
3.根据权利要求1所述的一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,其特征在于:所述新型无菌发酵培养基,按重量百分比,包括玉米粉0.1-0.5%、玉米浆2-6%,硝酸盐0.05-0.2%、铵盐0.05-0.2%、0.1-1%、磷酸盐0.1-0.5%、氯化钠0.2-0.5%、硫酸镁0.02-0.05%、硫酸锌0.02-0.05%、消泡剂0.05%、余量为水。
4.根据权利要求3所述的一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,其特征在于:所述新型无菌发酵培养基,按重量百分比,包括玉米粉0.3%、玉米浆4%,硝酸盐
0.075%、铵盐0.075%、氨水0.45%、磷酸盐0.3%、氯化钠0.15%、硫酸镁0.015%、硫酸锌
0.015%、消泡剂0.05%、余量为水。
5.根据权利要求1所述的一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,其特征在于:所述诱导培养基,按重量百分比,包括乳酸0.1-0.5%,乳糖5-10%,甘油2-10%,葡萄糖0.5-2%,铵盐0.05-0.2%,氯化钠0.2-0.5%、硫酸镁0.02-0.05%、硫酸锌0.02-
0.05%、消泡剂0.05%,余量为水。
6.根据权利要求5所述的一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,其特征在于:所述诱导培养基,按重量百分比,包括乳酸0.3%,乳糖7.5%,甘油6%,葡萄糖
1.2%,铵盐0.12%,氯化钠0.35%、硫酸镁0.03%、硫酸锌0.04%、消泡剂0.05%,余量为水。
7.根据权利要求1所述的一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,其特征在于:接种到新型无菌发酵培养基中进行培养时的培养条件为0-3小时温度37℃,3小时后温度25-33℃,0-8小时pH为6-7,8小时后pH为7-8,通入无菌空气同时开启搅拌反应,通过调节通气比0.3~2.0和搅拌功率20~50HZ使溶解量0-6小时不低于15%,6小时以后保持在15-30%即可;诱导培养基按照第一个2小时流加流量为5ml/(L*H),第二个2小时流加流量为15ml/(L*H),第三个2小时流加流量为35ml/(L*H),第四个2小时流加流量为20ml/(L*H),共计流加8h即可。
8.根据权利要求7所述的一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,其特征在于:接种到新型无菌发酵培养基中进行培养时的培养条件为0-3小时温度37℃,3小时后温度29℃,0-8小时pH为6.5,8小时后pH为7.5,通入无菌空气同时开启搅拌反应,通过调节通气比0.3~2.0和搅拌功率20~50HZ使溶解氧量0-6小时不低于15%,6小时以后保持在
22%即可;诱导培养基按照第一个2小时流加流量为5ml/(L*H),第二个2小时流加流量为
15ml/(L*H),第三个2小时流加流量为35ml/(L*H),第四个2小时流加流量为20ml/(L*H),共计流加8h即可。
9.根据权利要求1所述的一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,其特征在于:发酵15.5-16.5小时放罐。
10.根据权利要求1所述的一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,其特征在于:发酵16小时放罐。

说明书全文

一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法

技术领域

[0001] 本发明涉及生物与医药技术领域,具体涉及一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法。

背景技术

[0002] 酶是由活细胞产生的,对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA。酶是一种极为重要的生物催化剂,它们支配着生物的新陈代谢、营养和能量转换等许多催化过程,与生命过程关系密切的反应大多是酶催化反应。
[0003] 生物催化技术是利用酶或微生物细胞或动植物细胞作为生物催化剂进行催化反应的技术。酶作为生物催化剂比化学催化剂有许多优点:酶催化反应一般在常温、常压和近于中性条件下进行,所以投资少、能耗少且操作安全高;生物催化剂具有极高的催化效率和反应速度,比化学催化反应的催化效率可高107-1013倍。
[0004] 鹅去胆酸(CDCA)为无色针状结晶,无臭、味苦。几乎不溶于,易溶于乙醇乙酸、微溶于氯仿,是目前世界上用量最大的治疗胆结石药物之一。主要作用是降低胆汁内胆固醇的饱和度,绝大多数患者服用CDCA后(当CDCA占胆汁中胆盐的70%时),脂类恢复微胶粒状态,胆固醇就处于不饱和状态,从而使结石中的胆固醇溶解、脱落。大剂量的CDCA(每日10-15mg/kg)可以抑制胆固醇的合成,并增加胆石症患者胆汁的分泌,但其中的胆盐和磷脂分泌量维持不变,又是合成熊去氧胆酸(UDCA)和其他甾体化合物的原料。
[0005] 通过酶法将胆酸12位羟基转化为基,再经过黄鸣龙反应得到鹅去氧胆酸,由于胆酸是鸡、鸭、猪、、羊、兔等动物胆汁酸的主要成分,所以半合成法得到鹅去氧胆酸将大大提高其生产优势。
[0006] 授权公告号CN102007210B公开了12α-羟类固醇脱氢酶、用于编码其的核酸序列、表达盒及载体;包含适当编码核酸序列的重组微生物;产生所述12α-羟类固醇脱氢酶的方法;使用所述酶进行酶促氧化12α-羟类固醇的方法,使用所述酶进行酶还原12-类固酮的方法,使用所述12α-羟类固醇脱氢酶定性或定量确定12-类固酮或12α-羟类固醇的方法;和制备熊去氧胆酸的方法,包括使用所述12α-羟类固醇脱氢酶酶催化胆酸氧化。12α-羟类固醇脱氢酶的活性仅有20-100U/mg。
[0007] 现有技术中12α-羟基类固醇脱氢酶(12α-HSDH)的酶活仅有50U/mL左右,活性较低,导致高胆酸转化效率低下,无法使鹅去氧胆酸实现规模化生产,使鹅去氧胆酸的生产成本高昂。

发明内容

[0008] 针对上述现有的12α-羟基类固醇脱氢酶的酶活仅有50U/mL,活性较低的缺陷,本发明提供一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法。
[0009] 一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,取备用的12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为菌种按体积份数为2-6%的接种量接种到新型无菌发酵培养基中进行培养,2h后流加诱导培养基,共计流加8h。
[0010] 本申请的技术方案中,该发酵方法是在含12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为菌种发酵生产12α-羟基类固醇脱氢酶(12α-HSDH)的过程中,以高营养低成本的新型培养基替代传统的LB培养基以及采用过程流加诱导培养基,通过培养,使培养菌菌体密度OD(600)达到50~60,同时12α-羟基类固醇脱氢酶的酶活达到700~900U/L。
[0011] 优选的,所述12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为二级发酵菌种,保存在甘油管,按体积分数为1-5%接种量接入含所述LB液体无菌培养基三摇瓶中,置于37℃,40-50RH%,240rpm的摇床中培养12h备用。
[0012] 优选的,所述新型无菌发酵培养基,按重量百分比,包括玉米粉0.1-0.5%、玉米浆2-6%,硝酸盐0.05-0.2%、铵盐0.05-0.2%、水0.1-1%、磷酸盐0.1-0.5%、氯化钠0.2-
0.5%、硫酸镁0.02-0.05%、硫酸锌0.02-0.05%、消泡剂0.05%、余量为水。
[0013] 更为优选的,所述新型无菌发酵培养基,按重量百分比,包括玉米粉0.3%、玉米浆4%,硝酸盐0.075%、铵盐0.075%、氨水0.45%、磷酸盐0.3%、氯化钠0.15%、硫酸镁
0.015%、硫酸锌0.015%、消泡剂0.05%、余量为水。
[0014] 优选的,所述诱导培养基,按重量百分比,包括乳酸0.1-0.5%,乳糖5-10%,甘油2-10%,葡萄糖0.5-2%,铵盐0.05-0.2%,氯化钠0.2-0.5%、硫酸镁0.02-0.05%、硫酸锌
0.02-0.05%、消泡剂0.05%,余量为水。
[0015] 更为优选的,所述诱导培养基,按重量百分比,包括乳酸0.3%,乳糖7.5%,甘油6%,葡萄糖1.2%,铵盐0.12%,氯化钠0.35%、硫酸镁0.03%、硫酸锌0.04%、消泡剂
0.05%,余量为水。
[0016] 优选的,接种到新型无菌发酵培养基中进行培养时的培养条件为0-3小时温度37℃,3小时后温度25-33℃,0-8小时pH为6-7,8小时后pH为7-8,通入无菌空气同时开启搅拌反应,通过调节通气比0.3~2.0和搅拌功率20~50HZ使溶解氧量0-6小时不低于15%,6小时以后保持在15-30%即可;诱导培养基按照第一个2小时流加流量为5ml/(L*H),第二个2小时流加流量为15ml/(L*H),第三个2小时流加流量为35ml/(L*H),第四个2小时流加流量为20ml/(L*H),共计流加8h即可。
[0017] 更为优选的,接种到新型无菌发酵培养基中进行培养时的培养条件为0-3小时温度37℃,3小时后温度29℃,0-8小时pH为6.5,8小时后pH为7.5,通入无菌空气同时开启搅拌反应,通过调节通气比0.3~2.0和搅拌功率20~50HZ使溶解氧量0-6小时不低于15%,6小时以后保持在22%即可;诱导培养基按照第一个2小时流加流量为5ml/(L*H),第二个2小时流加流量为15ml/(L*H),第三个2小时流加流量为35ml/(L*H),第四个2小时流加流量为20ml/(L*H),共计流加8h即可。
[0018] 优选的,发酵15.5-16.5小时放罐。
[0019] 更为优选的,发酵16小时放罐。
[0020] 本申请的技术方案中,12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为菌种来自市售。
[0021] 相较于现有技术,本发明的有益效果是:
[0022] (1)该发酵方法是在含12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为菌种发酵生产12α-羟基类固醇脱氢酶(12α-HSDH)的过程中,以高营养低成本的新型培养基替代传统的LB培养基以及采用过程流加诱导培养基,通过培养,使培养菌菌体密度OD(600)达到50~60,同时12α-羟基类固醇脱氢酶的酶活达到700~900U/L。
[0023] (2)二级发酵菌种活性强,繁殖迅速,配制的菌体密度合理,同时产生的12α-羟基类固醇脱氢酶的酶活性高。
[0024] (3)本申请的新型无菌发酵培养基有机氮源来自玉米类,有机源来源于玉米浆,玉米浆中含较高的有机磷和无机磷,氮源、碳源、磷源足,成本低廉,此外各成分营养搭配合理,各营养成分足,有利于重组大肠杆菌生长和产生次生代谢产物。
[0025] (4)流加诱导培养基中,因甘油、乳糖为最好的大肠杆菌工程菌诱导碳源,本发明特点是分四段进行诱导,重组大肠杆菌的密度合理,产生的12α-羟基类固醇脱氢酶活性高。
[0026] (5)接种到新型无菌发酵培养基中进行培养时的培养条件为0-3小时温度37℃,3小时后温度25-33℃,0-8小时pH为6-7,8小时后pH为7-8,通入无菌空气同时开启搅拌反应,通过调节通气比0.3~2.0和搅拌功率20~50HZ使溶解氧量0-6小时不低于15%,6小时以后保持在15-30%即可;诱导培养基按照第一个2小时流加流量为5ml/(L*H),第二个2小时流加流量为15ml/(L*H),第三个2小时流加流量为35ml/(L*H),第四个2小时流加流量为20ml/(L*H),共计流加8h的发酵体系,该体系符合微生物S型对数生长期的生长营养需求,使得菌体密度OD(600)达到50~60,同时12α-羟基类固醇脱氢酶的酶活达到700~900U/mL。

具体实施方式

[0027] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0028] 实施例1
[0029] 一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,取备用的12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为菌种按体积份数为2%的接种量接种到新型无菌发酵培养基中进行培养,2h后流加诱导培养基,共计流加8h;所述12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为二级发酵菌种,保存在甘油管,按体积分数为1-5%接种量接入含所述LB液体无菌培养基三角摇瓶中,置于37℃,40RH%,240rpm的摇床中培养12h备用;所述新型无菌发酵培养基,按重量百分比,包括玉米粉0.1%、玉米浆2%,硝酸盐0.05%、铵盐0.05%、氨水0.1%、磷酸盐0.1%、氯化钠0.2%、硫酸镁0.02%、硫酸锌0.02%、消泡剂0.05%、余量为水;所述诱导培养基,按重量百分比,包括乳酸0.1%,乳糖5%,甘油2%,葡萄糖0.5%,铵盐0.05%,氯化钠0.2%、硫酸镁0.02%、硫酸锌0.02%、消泡剂0.05%,余量为水;接种到新型无菌发酵培养基中进行培养时的培养条件为0-3小时温度37℃,3小时后温度25℃,0-8小时pH为6,8小时后pH为7,通入通气比为0.3的无菌空气同时开启搅拌功率为20HZ的搅拌进行反应,通过调节通气比0.3~2.0和搅拌功率20~50HZ使溶解氧量0-6小时不低于15%,6小时以后保持在15%即可;诱导培养基按照第一个2小时流加流量为5ml/(L*H),第二个2小时流加流量为15m1/(L*H),第三个2小时流加流量为35ml/(L*H),第四个2小时流加流量为20ml/(L*H),共计流加8h即可;发酵15.5小时放罐,发酵液中细胞密度OD(600)达到54,12α-羟基类固醇脱氢酶的酶活达到803U/mL。
[0030] 实施例2
[0031] 一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,取备用的12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为菌种按体积份数为4%的接种量接种到新型无菌发酵培养基中进行培养,2h后流加诱导培养基,共计流加8h;所述12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为二级发酵菌种,保存在甘油管,按体积分数为1-5%接种量接入含所述LB液体无菌培养基三角摇瓶中,置于37℃,45RH%,240rpm的摇床中培养12h备用;所述新型无菌发酵培养基,按重量百分比,包括玉米粉0.3%、玉米浆4%,硝酸盐0.075%、铵盐0.075%、氨水0.45%、磷酸盐0.3%、氯化钠0.15%、硫酸镁0.015%、硫酸锌0.015%、消泡剂0.05%、余量为水;所述诱导培养基,按重量百分比,包括乳酸0.3%,乳糖7.5%,甘油
6%,葡萄糖1.2%,铵盐0.12%,氯化钠0.35%、硫酸镁0.03%、硫酸锌0.04%、消泡剂
0.05%,余量为水;接种到新型无菌发酵培养基中进行培养时的培养条件为0-3小时温度37℃,3小时后温度29℃,0-8小时pH为6.5,8小时后pH为7.5,通入通气比为0.3的无菌空气同时开启搅拌功率为20HZ的搅拌进行反应,通过调节通气比0.3~2.0和搅拌功率20~50HZ使溶解氧量0-6小时不低于15%,6小时以后保持在22%即可;诱导培养基按照第一个2小时流加流量为5ml/(L*H),第二个2小时流加流量为15ml/(L*H),第三个2小时流加流量为35m1/(L*H),第四个2小时流加流量为20ml/(L*H),共计流加8h即可;发酵16小时放罐,发酵液中细胞密度OD(600)达到57,12α-羟基类固醇脱氢酶的酶活达到890U/mL。
[0032] 实施例3
[0033] 一种高含量12α-羟基类固醇脱氢酶发酵液的发酵方法,取备用的12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为菌种按体积份数为6%的接种量接种到新型无菌发酵培养基中进行培养,2h后流加诱导培养基,共计流加8h;所述12α-羟基类固醇脱氢酶表达基因的重组大肠杆菌为二级发酵菌种,保存在甘油管,按体积分数为1-5%接种量接入含所述LB液体无菌培养基三角摇瓶中,置于37℃,50RH%,240rpm的摇床中培养12h备用;所述新型无菌发酵培养基,按重量百分比,包括玉米粉0.5%、玉米浆6%,硝酸盐0.2%、铵盐0.2%、氨水1%、磷酸盐0.5%、氯化钠0.5%、硫酸镁0.05%、硫酸锌0.05%、消泡剂0.05%、余量为水;所述诱导培养基,按重量百分比,包括乳酸0.5%,乳糖10%,甘油10%,葡萄糖2%,铵盐0.2%,氯化钠0.5%、硫酸镁0.05%、硫酸锌0.05%、消泡剂0.05%,余量为水;接种到新型无菌发酵培养基中进行培养时的培养条件为0-3小时温度37℃,3小时后温度33℃,0-8小时pH为7,8小时后pH为8,通入通气比为0.3的无菌空气同时开启搅拌功率为20HZ的搅拌进行反应,通过调节通气比0.3~2.0和搅拌功率20~50HZ使溶解氧量0-6小时不低于15%,6小时以后保持在30%即可;诱导培养基按照第一个2小时流加流量为5ml/(L*H),第二个2小时流加流量为15ml/(L*H),第三个2小时流加流量为35ml/(L*H),第四个2小时流加流量为
20m1/(L*H),共计流加8h即可;发酵16.5小时放罐,发酵液中细胞密度OD(600)达到56,12α-羟基类固醇脱氢酶的酶活达到781U/mL。
[0034] 以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术方案构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈