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Optimizing the Addition of Amino Acids in the Production of Glutathione by Recombinant Escherichia coli

重组大肠杆菌发酵生产谷胱甘肽的氨基酸添加策略优化



全 文 :·综述与专论· 2015, 31(9):197-203
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN
谷胱甘肽(Glutathione,GSH)是已知的非蛋白
巯基类生物基化合物,广泛存在于动物、植物、微
生物中[1]。GSH 在生物体内具有多种作用,参与体
内多种代谢,特别是对维持体内氧化还原平衡起着
重要作用[2]。基于其较强的电子供体能力,GSH 能
保护 DNA、蛋白质等生物分子免受自由基等的氧化
损伤。目前已广泛用于食品卫生、运动健康、美容
养颜、癌症治疗等领域[3,4]。
收稿日期 :2015-01-14
基金项目 :国家自然科学青年基金项目(21406065),上海市科委产学研医合作项目(13DZ1930200),生物反应器工程国家重点实验室开
放课题资助项目(2060204)
作者简介 :王德正,男,硕士,研究方向 :发酵工程 ;E-mail :wdzfromchina@163.com
通讯作者 :李志敏,女,博士,教授,研究方向 :生物化工,发酵工程,代谢工程,微生物生理和代谢调控 ;E-mail :lizm@ecust.edu.cn
重组大肠杆菌发酵生产谷胱甘肽的氨基酸添加策略优化
王德正  吴辉  李志敏  叶勤
(华东理工大学生物 反应器工程国家重点实验室,上海 200237)
摘 要 : 对表达双功能谷胱甘肽合成酶的重组大肠杆菌发酵生产谷胱甘肽(Glutathione,GSH)进行氨基酸添加策略优化,
结果表明 :基本培养基中未添加氨基酸时 GSH 产量为 0.81 g/L ;诱导 2 h 后添加 17 mmol/L 半胱氨酸 GSH 产量为 1.16 g/L,比不加
氨基酸提高 43 % ;添加 17 mmol/L 的 3 种前体氨基酸,GSH 产量达到 3.86 g/L,比只添加半胱氨酸提高 2.33 倍 ;进一步提高 3 种
氨基酸添加量至 25 mmol/L,GSH 产量可达 4.64 g/L,比不添加氨基酸提高 4.73 倍,总生产强度高达 317.8 mg/(L·h),半胱氨酸
转化为谷胱甘肽达到 0.60 mol/mol ;考察氨基酸添加模式发现一次性添加 25 mmol/L 氨基酸较恒速流加模式生产速率提高了 29.8%。
后续在 50 L 罐放大生产 GSH,产量为 4.31 g/L,总生产强度达到 310.1 mg/(L·h),为工业化放大生产 GSH 奠定了基础。
关键词 : 谷胱甘肽 ;氨基酸 ;半胱氨酸 ;重组大肠杆菌
DOI :10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.09.028
Optimizing the Addition of Amino Acids in the Production of
Glutathione by Recombinant Escherichia coli
Wang Dezheng Wu Hui Li Zhimin Ye Qin
(State Key Laboratory of Bioreactor Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237)
Abstract: The condition of amino acids was optimized in the production of glutathione(GSH)by recombinant Escherichia coli
expressing bifunctional glutathione synthetase. Only 0.81 g/L of GSH was produced without adding any amino acid, whereas 1.16 g/L of GSH
was formed when 17 mmol/L of cysteine was fed into the medium after 2 h induction, increasing 43% compared to no amino acid added. With
the feeding 17 mmol/L of 3 precusor amino acids, the production was improved significantly and achieved at 3.86 g/L, which was 2.33 times of
single cysteine addition. By increasing the amount of 3 amino acids to 25 mmol/L, GSH was 4.64 g/L, 4.73 times as no amino acid added, and
the overall productivity was 317.8 mg/(L·h), the conversion rate of cysteine to glutathione was 0.60 mol/mol. While concerning the addition
mode, the production rate of GSH was 3.09 g/(L·h) when 25 mmol/L of amino acids was once added to the fermenter, only 2.38 g/(L·h)
when 25 mmol/L of amino acids added at constant speed and continuously, so the productivity increased 29.8% by adding once. The process was
successfully scaled up in the 50 L fermenter and 4.31 g/L of GSH was produced with an overall productivity of 310.1 mg/(L·h), which laid a
foundation for the industrial production of GSH.
Key words: glutathione ;amino acid ;cysteine ;recombinant Escherichia coli
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.9198
目前谷胱甘肽的生产方法主要有细胞提取法[5]、
化学合成法[6]、酶法及发酵法,其中研究最广泛的
为酶法和发酵法。酶法合成 GSH 底物利用率高、杂
质含量少、利于后续纯化分离,但此法生产 GSH 的
瓶颈为 ATP 的供给。外源添加 ATP 可以维持酶转化
反应,但成本过于昂贵。通过结合 ATP 再生系统[7]
可以较好地解决 ATP 的供给问题,但该方法需经菌
体培养、细胞处理、转化反应三步,操作过程繁多
且工业化生产成本依旧较高。发酵法生产 GSH 即为
菌体通过代谢廉价原料产生 ATP 供自身 GSH 合成
所需,此法操作过程简单,成本低廉,是目前工业
生产 GSH 的常用方法。
GSH 的合成分为两步。第一步为谷氨酸、半胱
氨酸在 γ- 谷氨酰胺半胱氨酸合成酶的催化下合成 γ-
谷氨酰胺半胱氨酸 ;第二步为 γ- 谷氨酰胺半胱氨酸
与甘氨酸在谷胱甘肽合成酶的催化下合成 GSH。在
这两步反应中,γ- 谷氨酰胺半胱氨酸合成酶受 GSH
的反馈抑制从而在一定程度上限制了 GSH 的高产。
自 2005 年来,逐渐有报道[8,9]发现一种酶——双
功能 GSH 合成酶,该酶可以催化 GSH 两步合成反
应并且某些来源的酶对产物抑制不敏感。本实验室
将来自嗜热链球菌的表达双功能 GSH 合成酶的 gshF
基因导入大肠杆菌中表达,酶法合成 GSH 达到较高
水平[7]。进一步实验证明该酶几乎不受 GSH 的反馈
抑制,表现出较好的 GSH 合成潜力。
GSH 是由谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸在酶的催
化下经肽键缩合而成,其合成与 3 种组成氨基酸密
切相关。Alfafara 等[10]通过研究发现在酿酒酵母生
产 GSH 过程中,添加半胱氨酸 GSH 产量得到了提高,
而添加谷氨酸与甘氨酸并没有提高 GSH 产量。Wen
等[11] 研究发现在 Saccharomyces cerevisiae T65 中谷
氨酸、甘氨酸、半胱氨酸均能提高 GSH 的产量。在
氨基酸添加的基础上 Li 等[12]通过结合 ATP 添加使
胞内 GSH 浓度提高了 1.4 倍、Wang 等[13]通过结合
反馈调控策略使 GSH 产量提高了 25%。Alfafara 等[14]
研究发现一次性添加半胱氨酸比连续流加半胱氨酸
效果好。Liang[15]通过两阶段添加氨基酸使 Candida
utilis WSH 02-08 GSH 产量提高了 69.5%。目前关于
氨基酸添加对大肠杆菌生产 GSH 的影响报道较少,
本研究重点研究并优化了氨基酸添加策略,以期获
得高 GSH 产量及生产强度。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 菌株 重组大肠杆菌 BL21(pET28a-gshF),
本实验室构建,表达双功能谷胱甘肽合成酶的目的
片段 gshF 来自嗜热链球菌。
1.1.2 培养基
1.1.2.1 种子培养基 含有 30 mg/L 的硫酸卡那霉素
的 Luria-Bertani 培养基。
1.1.2.2 发酵培养基 Na2HPO4·12H2O 15 g/L,葡
萄 糖 8 g/L,KH2PO4 3 g/L,NH4Cl 3 g/L,NaCl 0.5
g/L,MgSO4 0.2 g/L,CaCl2 0.011 g/L, 维 生 素 B1 溶
液(1%,W/V)0.2 mol/L, 微 量 元 素 混 合 液 0.2
mol/L。补料培养基为 500 g/L 葡萄糖。微量元素混
合 液(Na2MoO4·2H2O 2 g/L,FeSO4·7H2O 80 g/L,
MnSO4·H2O 10 g/L,ZnSO4·7H2O 2 g/L,CoCl2 4 g/L,
CuCl2·2H2O 1 g/L,AlCl3·6H2O 10 g/L,H3BO4 0.5 g/L)
及维生素 B1 溶液采用 0.22 μm 微孔滤膜过滤除菌,
CaCl2 与葡萄糖分别在 115℃蒸汽灭菌 30 min,其它
物质则在 121℃灭菌 30 min。
1.2 方法
1.2.1 菌种活化 将 -20℃保存的甘油管接种于含有
30 mL 种子培养基的三角瓶中,加入硫酸卡那霉素
至终浓度 30 mg/L,37℃、220 r/min 培养 6 h。
1.2.2 种子培养 将活化后的菌液按 1% 的接种量加
入分别装有 150 mL 或 300 mL 种子培养基的 500 mL
或 1 L 的三角瓶中,37℃、220 r/min 培养 9 h。
1.2.3 补料分批发酵 以 6 % 的接种量接入装有 3 L
培养基的 5 L 发酵罐中或装有 30 L 培养基的 50 L 发
酵罐中。发酵过程中使用氨水控制 pH 为 7,调节通
气量在 1 L/(L·min)。当初糖耗尽,溶氧跃升后开
始补料。葡萄糖流加采用指数流加(比生长速率控
制在 0.3 h-1)。在菌体生长至 OD600=30 时添加终浓度
为 1 mmol/L 的 IPTG 进行诱导。
(A)研究优化氨基酸添加量 :诱导 2 h 后菌体
浓度达到 OD600=40 左右,此时分别添加不同浓度氨
基 酸(0 mmol/L,17 mmol/L 半 胱 氨 酸,17 mmol/L
三种前体氨基酸,25 mmol/L 三种前体氨基酸),发
酵 3 h 后结束。
2015,31(9) 199王德正等:重组大肠杆菌发酵生产谷胱甘肽的氨基酸添加策略优化
(B)研究氨基酸添加模式 :诱导 2 h 后添加氨
基酸,2 h 后结束发酵。氨基酸添加模式分为 :一次
性添加 25 mmol/L 三种氨基酸 ;0 h 和 0.5 h 时分别
添加 12.5 mmol/L 三种氨基酸 ;恒速流加 25 mmol/L
三种氨基酸。
(C)50 L 罐放大生产 GSH :诱导 2 h 后一次性
添加 25 mmol/L 三种氨基酸,1.5 h 后结束发酵。
1.2.4 分析方法
1.2.4.1 菌体密度测定 待测发酵液稀释一定浓度
后,用紫外分光光度计在 600 nm 检测吸光值。
1.2.4.2 GSH 的 测 定 用 HPLC 法 检 测 GSH 含 量。
使用 C18 色谱柱(4.6 mm×150 mm),检测器为紫
外检测器,检测波长为 210 nm。流动相 A 为甲醇,
流动相 B 为含 0.05 mol/L KH2PO4 及 0.01 mol/L 庚烷
磺 酸 钠 的 水 溶 液( 用 磷 酸 调 pH 至 3.0),A∶B 为
5∶95。流速为 1 mL/min,检测温度为 30℃。
1.2.4.3 乙酸、葡萄糖检测 用 HPLC 法检测。色
谱柱为 Aminex HPX-87H,检测器为示差折光检测器。
流动相为 5 mmol/L H2SO4,流速 0.6 mL/min,检测温
度 65℃。
1.2.4.4 双功能 GSH 合成酶活力测定 取 1 mL 发酵
液离心弃掉上清,所得菌体用 0.15 mmol/L Tris-HCl
(pH 为 8.5,含 0.2 mmol/L EDTA,0.1 mol/L KCl)重
悬并稀释 6 倍,冰浴进行超声破碎。超声破碎的功
率设定为 200 W,周期 9 s(工作 3 s 停 6 s),共 99
个 循 环。 破 碎 好 的 细 胞 12 000 r/min、4℃ 离 心 10
min 取 上 清 获 得 粗 酶 液, 然 后 用 0.15 mmol/L Tris-
HCl 稀释 2 倍。取 500 μL 稀释好的粗酶液加入 500
μL 反 应 液( 含 MgCl2 40 mmol/L,ATP 20 mmol/L,
Glu 40 mmol/L,Gly 40 mmol/L,Cys 20 mmol/L, 溶
液用 0.15 mmol/L Tris-HCl 配制)。混合均匀后 30℃
反应 30 min。然后加入等体积的 20% 的三氯乙酸终
止反应。离心取上清,HPLC 检测 GSH 含量。
酶活定义 :每分钟转化底物生成 1 mg GSH 所需
要的酶量为 1 个酶活单位。
2 结果
2.1 氨基酸添加量对GSH合成的影响
2.1.1 不添加氨基酸时 GSH 的生成 从图 1-A 可
以 看 出, 在 OD600 为 30 时 加 入 IPTG 诱 导 双 功 能
GSH 合成酶表达,5 h 后细胞浓度达到 56.4。在加入
IPTG 诱导之前,大肠杆菌合成的 GSH 非常低,几
乎检测不到。加入 IPTG 后,菌体内 GSH 开始积累,
诱导 1 h 后浓度达到 0.02 g/L,诱导后第 2 h 浓度达
到 0.26 g/L,最终在诱导 5 h 后 GSH 浓度达到 0.81 g/L,
GSH 合成速率为 0.16 g/(L·h)。
2.1.2 添 加 17 mmol/L 半 胱 氨 酸 对 GSH 生 成 的 影
响 加入氨基酸后,菌体浓度由 39.7 降至 37.0(图
1-B)。主要有两方面原因 :加入的氨基酸溶液有一
定程度稀释作用 ;氨基酸加入后 pH 急速下降至 6,
部分菌体死亡并自溶。在氨基酸加入 1 h 后,细胞
慢慢恢复正常状态开始继续生长,在发酵结束时细
胞浓度达到 42.2。
之前研究数据表明加入 IPTG 诱导 2 h 后外源蛋
白表达量达到最高,因此在诱导 2 h 后加入半胱氨酸。
在加入半胱氨酸之前 GSH 仅为 0.18 g/L,加入半胱氨
酸 1 h 后 GSH 合成量达到 0.86 g/L。之后 GSH 一直
积累但合成速度降低,发酵结束时 GSH 产量达到 1.16
g/L,比未添加氨基酸高出 43%。向培养基中添加半
胱氨酸,可以满足 GSH 合成中对半胱氨酸需求从而
提高 GSH 产量,但本次发酵半胱氨酸转化生成 GSH
的转化率仅为 0.22 mol/mol。分析原因可能是,加入
半胱氨酸后双功能 GSH 合成酶活力不足 ;GSH 合
成受谷氨酸及甘氨酸的限制。酶活力测试发现添加
半胱氨酸后 1 h 酶活力达到最高为(1262±38)U/L,
之后略有下降但依旧维持在最高酶活的 70% 以上。
由此知半胱氨酸不能完全转化的原因很可能是谷氨
酸及甘氨酸不足。因此,在之后的实验中同时添加
三种氨基酸来提高 GSH 的产量。
2.1.3 添加 17 mmol/L 三种氨基酸对 GSH 生成的影
响 如图 1-C,GSH 在氨基酸加入后迅速合成,0.5
h 内积累量达到 3.74 g/L,合成速率高达 7.48 g/L/h。
在 加 入 氨 基 酸 1.5 h 后 GSH 合 成 量 达 到 最 高 3.86
g/L,此时氨基酸转化为谷胱甘肽的转化率为 0.73
mol/mol,发酵结束时 GSH 浓度下降为 3.45 g/L。1.5
h GSH 降低的原因分析是 :加入的三种氨基酸耗尽,
不再生产 GSH;GSH 的氧化分解作用。分析数据发现,
只添加 17 mmol/L 半胱氨酸 GSH 产量是不添加氨基
酸的 1.43 倍,而同时添加 17 mmol/L 谷氨酸、甘氨酸、
半胱氨酸 GSH 产量是不添加氨基酸的 4.86 倍。由此
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.9200
说明添加三种前体氨基酸比只添加半胱氨酸更能促
进 GSH 生产。
2.1.4 添加 25 mmol/L 三种氨基酸对 GSH 生成的影
响 为进一步提高 GSH 的产量,本实验在菌体浓度
达到 40 时一次性加入 25 mmol/L 谷氨酸、甘氨酸、
半胱氨酸,结果如图 1-D。
在加入氨基酸 1.5 h 后 GSH 达到最高为 4.64 g/L,
1.5 h 后 GSH 浓度下降,至发酵结束时 GSH 浓度为
4.35 g/L。GSH 最高产量比 2.1.3 提高了 19%,而此
时转化率仅为 0.60 mol/mol,相比 2.1.3 下降了 18%。
综合考虑产量及转化率,分析认为最佳氨基酸添加
量为 25 mmol/L。
相对于添加 17 mmol/L 半胱氨酸的批次发酵及
添加 17 mmol/L 三种氨基酸的批次发酵,一次性加
入 25 mmol/L 氨基酸后菌体浓度一直下降,不再增加。
分析原因可能是高浓度的 GSH 抑制了菌体生长。从
GSH 生产曲线可以看出在加入氨基酸 1.5 h 后 GSH
浓度已达到最高,因此 GSH 生产结束时间确定在加
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Culture timehOD 600
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D
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gl
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G
SH
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gl
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os
e g·L-1
OD600 GSH ҉䞨 㪑㨴㌆
A :未添加氨基酸 ;B :添加 17 mmol/L 的半胱氨酸 ;C :添加 17 mmol/L 的谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸 ;
D :添加 25 mM 的谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸
图 1 氨基酸添加量对 GSH 生产的影响
入氨基酸 1.5 h 后。
2.2 氨基酸添加模式对GSH合成的影响
图 2 中比较了氨基酸添加模式对菌体生长的影
响。一次性添加 25 mmol/L 氨基酸细胞浓度下降最
多,由 39.6 降至 31.2。二次添加次之,连续流加细
胞浓度下降最低(由 38.5 降为 36.8)。由此结果知,
采用氨基酸流加方式,细胞浓度受氨基酸添加影响
较小。
图 3 中比较了氨基酸添加模式对 GSH 合成的
影响。一次性加入氨基酸后 GSH 迅速合成,在 1 h
2015,31(9) 201王德正等:重组大肠杆菌发酵生产谷胱甘肽的氨基酸添加策略优化
时达到 4.62 g/L,1.5 h 时 GSH 浓度为 4.64 g/L,2 h
时 GSH 浓度略降为 4.34 g/L。分两次添加氨基酸后,
GSH 在 1 h 时达到最高 4.54 g/L,之后略微下降。在
恒速流加实验中,0-1 h GSH 几乎以恒定速率缓慢
生成,1 h 时 GSH 浓度为 3.18 g/L,2 h 时 GSH 浓度
达到最高为 4.76 g/L。GSH 最高浓度略高于一次性添
加氨基酸,可能原因是采用氨基酸流加降低了半胱
氨酸对细胞生长的抑制作用,同时也降低了半胱氨
酸的氧化分解。
比较第一种氨基酸添加方式及第 3 种氨基酸添
加方式 :一次性添加实验中 GSH 在 1.5 h 时达到最
高 4.64 g/L,此时氨基酸转化为 GSH 的转化率为 0.60
mol/mol,GSH 生产速率为 3.09 g/L/h ;恒速流加实验
中,GSH 浓度缓慢增加,2 h 时达到最高 4.76 g/L,
此时氨基酸转化为 GSH 的转化率为 0.62 mol/mol,
GSH 生产速率为 2.38 g/L/h。恒速流加方式在 GSH
生成量及转化率上没有明显优于一次性添加方式,
且如果进行工业化生产恒速流加在操作及设备要求
上都比一次性添加方式高,因此认为氨基酸一次性
加入方式较优。
为 310.1 mg/(L·h)。发酵结束时葡萄糖及乙酸含
量都处于较低水平,分别为 0.35 g/L 及 0.87 g/L。
3 讨论
由于谷胱甘肽独特的生理特性,其在医药、美
容、食品、运动等行业应用广泛,需求量日益增加。
谷胱甘肽工业化生产主要采用发酵法,目前限制我
国大规模工业化生产 GSH 的原因主要有生产菌株产
量低、发酵工艺条件不成熟、生产成本高等。本研
究构建的重组大肠杆菌进行发酵工艺条件优化,在
尽量降低成本的基础上实现了 GSH 高产。
谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸作为 GSH 合成前体,
细胞自身可以合成,但当 GSH 大量积累时,自身合
成的氨基酸无法满足 GSH 的合成需求。本实验在
5 L 罐中分别研究了诱导条件下不添加任何氨基酸、
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
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Culture time after amino acids additionh
addition once
addition tweence
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图 2 不同氨基酸添加模式对细胞生长的影响
2.3 50 L发酵罐放大生产GSH
为对发酵工艺进行验证,进行了 50 L 罐发酵放
大实验,结果如图 4。加入氨基酸后 0.5 h,GSH 浓
度由 0.21 g/L 升至 3.23 g/L,OD600 由 42.6 降至 34.0。
之后 GSH 缓慢增加,1.5 h 后达到 4.31 g/L,此时加
入的氨基酸转换为 GSH 的转化率为 0.56 mol/mol,
GSH 生产速率为 2.87 g/(L·h),GSH 总生产强度
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图 3 氨基酸添加模式对 GSH 合成的影响
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GSH acetic acid glucose
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e g·L-1 IPTG additionamino acids additionOD600
图 4 50 L 罐发酵生产 GSH 过程曲线
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.9202
只添加 17 mmol/L 半胱氨酸、添加 17 mmol/L 三种前
体氨基酸、添加 25 mmol/L 三种前体氨基酸 GSH 的
生成情况。在未补加任何前体氨基酸时经过 17 h 的
发酵 GSH 产量可达 0.81 g/L。在同样长的发酵时间
内,不添加氨基酸,使用酿酒酵母[11]、假丝酵母[15]、
表达 γ- 谷氨酰胺半胱氨酸合成酶和谷胱甘肽合成酶
的重组大肠杆菌[12]GSH 产量均低于 0.75 g/L。只添
加 17 mmol/L 半胱氨酸,GSH 产量为 1.16 g/L,比未
添加氨基酸高出 43.2%。添加 17 mmol/L 三种前体氨
基酸,GSH 合成量达到最高 3.86 g/L,转化率为 0.73
mol/mol。继续增加至 25 mmol/L 氨基酸添加量 GSH
产量至 4.64 g/L,半胱氨酸对 GSH 的转化率为 0.60
mol/mol,总生产强度为 317.8 mg/L/h,处于较高水平。
进一步对氨基酸添加模式进行研究,研究发现
一次性加入、分两次加入、恒速流加均使菌体浓度
有一定程度的下降。实验结果表明恒速流加方式在
GSH 生成量及转化率方面没有明显优于一次性添加
方式,且操作及设备要求均比一次性添加方式高,
因此认为氨基酸一次性加入方式较优。
通过优化,最终确定发酵工艺为菌体生长至
OD600nm 为 30 时添加 1 mmol/L IPTG 诱导,诱导 2 h
后一次性加入 25 mmol/L 三种前体氨基酸,1.5 h 后
结束发酵。与相关文献对比(表 1),可以看出本发
酵工艺在 GSH 产量、半胱氨酸转化率均处于较高水
平,尤其是 GSH 总生产强度为目前报道最高水平。
在该工艺条件下进行 50 L 罐放大,成功获得 4.31 g/L
GSH, 半 胱 氨 酸 对 GSH 的 转 化 率 为 0.56 mol/mol,
GSH 总生产强度为 310.1 mg/L/h。与 5 L 水平发酵相
表 1 利用不同菌株发酵生产 GSH 文献比较
使用菌株 生产周期 /h GSH 产量 /(mg·L-1) GSH 总生产强度 /(mg·(L·h)-1) 半胱氨酸转化率 /(mol·mol-1) 参考文献
Saccharomyces cerevisiae T65 60 2190 36.5 59.1 [16]
Candida utilis WSH 02-08 72 2043 28.4 20.8 [17]
Pichia. pastoris D18 50 4260 85.2 69.3 [18]
Escherichia coli BL21(pET28a-gshF) 14.6 4640 317.8 60.4 本研究
近,说明此工艺有很好的应用前景。
4 结论
本实验使用表达双功能谷胱甘肽合成酶的重组
大肠杆菌进行发酵工艺优化。诱导条件下对氨基酸
添加量进行优化,添加 25 mmol/L 三种前体氨基酸时,
产量可达 4.64 g/L,转化率为 0.60 mol/mol,总生产
强度达到 317.8 mg/(L·h)。对氨基酸添加模式进
行优化,实验证明一次性添加 25 mmol/L 氨基酸为
最佳模式。将此工艺进行 50 L 罐放大,成功获得 4.31
g/L GSH,总生产强度达到 310.1 mg/(L·h)。
参 考 文 献
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(责任编辑 李楠)