一种培养基及利用其发酵生产Oct4蛋白的方法技术

本发明专利技术公开了一种培养基及利用其发酵生产Oct4蛋白的方法，所述培养基包括发酵培养基和补料培养基，所述方法使用DO

【技术实现步骤摘要】
一种培养基及利用其发酵生产Oct4蛋白的方法


[0001]本专利技术涉及基因工程及微生物发酵
，涉及一种培养基及利用该培养基以及重组大肠杆菌发酵生产Oct4蛋白的方法。

技术介绍

[0002]八聚体转录因子4(OCTamer
‑
Binding Protein 4，Oct4，又称POU5F1)是维持干细胞多能性与自我更新的重要的转录因子，主要表达于胚胎干细胞、生殖干细胞以及未分化胚胎源性肿瘤中，通过与靶基因的调控区结合，选择性抑制分化基因或促进多能性基因的表达。Oct4由Pou5F1基因(Gene ID：5460)编码，由于差异剪切有多个不同的亚型，分别称为Oct4A(360个氨基酸残基，分子量39kD)、Oct4B(190个氨基酸残基，分子量19kD)和Oct4B1(265个氨基酸残基，分子量30kD)。只有Oct4A可以入核与Oct4调控基因的启动子结合，调控一系列维持干细胞多能性与自我更新的基因的表达。
[0003]Oct4是多能胚胎干细胞(ESCs)的三个转录因子主调控因子之一，它可诱导肿瘤组织内的癌细胞原位表观遗传重编程为瞬时诱导多能干细胞(tiPSCs)，从而重新获得分化潜能。利用Oct4蛋白和另外两种蛋白共同作用，将癌细胞转化为正常组织细胞作为一种新的癌症治疗的作用机制，相比传统的治疗方式如化疗、放疗、免疫治疗等，对人体伤害更小。
[0004]然而目前原核表达系统生产Oct4蛋白的产量不高，尚无法进行工业化生产。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中工业化原核生产Oct4蛋白产量不高的问题，本专利技术提供一种培养基以及利用该培养基以及重组大肠杆菌发酵生产Oct4蛋白的方法。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供一种发酵培养基，所述培养基包括酵母粉、蛋白胨、玉米浆干粉、大豆蛋白粉、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、碳酸氢钠、硫酸镁、氯化钙、硫酸铵、氯化钠、消泡剂和微量元素母液；其中，酵母粉为6g/L、蛋白胨为12g/L、玉米浆干粉为2g/L、大豆蛋白粉为2g/L、磷酸氢二钾为8.2g/L、磷酸二氢钾为1.15g/L、碳酸氢钠为0.5g/L、硫酸镁为0.196g/L、氯化钙为0.5g/L、硫酸铵为3g/L、氯化钠为5g/L、消泡剂为0.1ml/L和微量元素母液为0.4ml/L；
[0008]和，葡萄糖、甘油、乳糖、蔗糖中的一种或多种；浓度为32g/L；pH为6.5
‑
7.0。
[0009]本专利技术中，所述发酵培养基，其包括以下一种或多种条件：
[0010]所述蛋白胨包括优选大豆蛋白胨、胰蛋白胨和酵母蛋白胨中的一种或多种；
[0011]所述消泡剂为FoamdOCTor F2875 Pennwhite。
[0012]本专利技术中，发酵培养基中所述微量元素母液包括FeSO4·
7H2O、CoCl2·
6H2O、H3BO3、NaMoO4·
2H2O、ZnSO4·
7H2O、CuCl2·
2H2O、MnSO4·
H2O、CaCl2和MgSO4中的一种或多种。
[0013]本专利技术中，所述微量元素母液优选为FeSO4·
7H2O、CoCl2·
6H2O、H3BO3、NaMoO4·
2H2O、ZnSO4·
7H2O、CuCl2·
2H2O、MnSO4·
H2O、CaCl2和MgSO4。
[0014]本专利技术还提供一种补料培养基，所述补料培养基包括酵母粉，蛋白胨，玉米浆干
粉，大豆蛋白粉，(NH4)2SO4，MgSO4；
[0015]和，葡萄糖、甘油、乳糖、蔗糖中的一种或多种；浓度为20g/L；pH为自然pH。
[0016]本专利技术中，所述补料培养基中，蛋白胨优选大豆蛋白胨，胰蛋白胨，酵母蛋白胨中的一种或多种。
[0017]本专利技术还提供一种发酵生产Oct4蛋白的方法，使用所述发酵培养基发酵培养重组大肠杆菌，并在培养过程中根据DO值流加所述补料培养基；所述重组大肠杆菌表达氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示的Oct4蛋白,其中，
[0018]在所述Oct4蛋白诱导前：控制DO值为25
‑
35％时，流加补料培养基；在所述Oct4蛋白诱导后：控制DO值为10
‑
20％时，流加补料培养基。
[0019]本专利技术中，所述发酵培养的条件选自以下的一种或多种：
[0020]通气量0.5
‑
2vvm，搅拌转速50
‑
800rpm；
[0021]发酵培养的温度为37℃；
[0022]优选地，在所述Oct4蛋白诱导前：控制DO值为25
‑
35％时，以平均流加速率0.6ml/L/min流加补料培养基；和/或，当发酵液中OD
600
值为30
‑
60，优选45
‑
55时加入诱导剂；所述诱导剂例如为IPTG 0.8
‑
1.2mmol/L；和/或，发酵培养的pH为7.0
±
0.2
‑
7.5
±
0.2，优选7.0
±
0.2；
[0023]在所述Oct4蛋白诱导后：当DO值为10
‑
20％时，以平均流加速率0.3ml/L/min加补料培养基；和/或，发酵培养的时间为3
‑
8小时，优选5
‑
7小时；和/或，发酵培养的pH为7.0
±
0.1
‑
7.5
±
0.1，优选7.0
±
0.1。
[0024]本专利技术中，所述补料培养基优化了成分中的碳氮比，优化后的C/N配比为10.37，所述配比根据补料培养基中碳源的碳元素量除以氮源(酵母粉、蛋白胨、硫酸铵等)氨基氮中氮元素的量确定。
[0025]本专利技术中，所述重组大肠杆菌的宿主菌为BL21，重组表达载体为pET
‑
30a(+)；和/或，
[0026]所述控制DO值的方式为DO
‑
stat间歇式自动补料，即当所述DO值高于阈值时自动开启补料，当所述DO值低于阈值时自动停止补料。
[0027]本专利技术中，所述方法包括以下条件的一种或多种：
[0028](1)所述发酵培养前还包括摇瓶种子液培养的步骤：取工作种子解冻后接种至扩菌培养液中，培养温度33
‑
37℃，培养时间6
‑
10h；
[0029](2)所述发酵培养时包括接种摇瓶种子液至如所述发酵培养基的步骤，接种量为1
‑
5％；
[0030](3)所述发酵培养后还包括菌体裂解及包涵体收集、裂解的步骤：将包涵体和裂解液按照质量体积比1:(30
‑
100)混合，并充分混匀后再搅拌12
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发酵培养基，其特征在于，所述发酵培养基包括酵母粉、蛋白胨、玉米浆干粉、大豆蛋白粉、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、碳酸氢钠、硫酸镁、氯化钙、硫酸铵、氯化钠、消泡剂和微量元素母液；其中，酵母粉为6g/L、蛋白胨为12g/L、玉米浆干粉为2g/L、大豆蛋白粉为2g/L、磷酸氢二钾为8.2g/L、磷酸二氢钾为1.15g/L、碳酸氢钠为0.5g/L、硫酸镁为0.196g/L、氯化钙为0.5g/L、硫酸铵为3g/L、氯化钠为5g/L、消泡剂为0.1ml/L和微量元素母液为0.4ml/L；和，葡萄糖、甘油、乳糖和蔗糖中的一种或多种，浓度为32g/L；pH为6.5
‑
7.0。2.如权利要求1所述的发酵培养基，其特征在于，其包括以下一种或多种：所述蛋白胨包括大豆蛋白胨、胰蛋白胨和酵母蛋白胨中的一种或多种；优选为酵母蛋白胨；所述消泡剂为FoamdOCTor F2875 Pennwhite。3.如权利要求1或2所述的发酵培养基，其特征在于，所述微量元素母液包括FeSO4·
7H2O、CoCl2·
6H2O、H3BO3、NaMoO4·
2H2O、ZnSO4·
7H2O、CuCl2·
2H2O、MnSO4·
H2O、CaCl2和MgSO4的一种或多种；优选为FeSO4·
7H2O 40g/L、CoCl2·
6H2O 4g/L、H3BO
3 0.5g/L、NaMoO4·
2H2O 2g/L、ZnSO4·
7H2O 2g/L、CuCl2·
2H2O 1g/L、MnSO4·
H2O 1g/L、CaCl
2 1g/L和MgSO
4 1g/L。4.一种补料培养基，其特征在于，所述补料培养基包括酵母粉，蛋白胨，玉米浆干粉，大豆蛋白粉，(NH4)2SO4，MgSO4；其中，酵母粉为70.5g/L，蛋白胨为146.4g/L，玉米浆干粉为2g/L，大豆蛋白粉为2g/L，(NH4)2SO4为3g/L，MgSO4为5.85g/L；和，葡萄糖、甘油、乳糖、蔗糖中的一种或多种，浓度为20g/L；pH为自然pH。5.如权利要求4所述的补料培养基，其特征在于，所述蛋白胨包括大豆蛋白胨、胰蛋白胨和酵母蛋白胨中的一种或多种；优选为酵母蛋白胨。6.一种发酵生产Oct4蛋白的方法，其特征在于，使用如权利要求1
‑
3中任一项所述的发酵培养基发酵培养重组大肠杆菌，并在培养过程中根据DO值流加如权利要求4或5所述的补料培养基；所述重组大肠杆菌表达氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示的Oct4蛋白；优选地，在所述Oct4蛋白诱导前：控制DO值为25
‑
35％时，流加补料培养基；在所述Oct4蛋白诱导后：控制DO值为10
‑
20％时，流加补料培养基。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚式彪，李倩倩，王建军，
申请(专利权)人：苏州复恩特药业有限公司，
类型：发明
国别省市：