【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发酵工程领域，涉及一种麦角硫因生产菌发酵培养基，还涉及发酵法生产麦角硫因的方法。
技术介绍
1、麦角硫因(l-ergothionine，egt)，化学名为2-巯基组氨酸三甲基内盐，是存在于自然界中的一种稀有氨基酸，该化合物是在1909年从麦角中分离得到的，因此而得名。在一众的抗氧化剂中，麦角硫因显得尤其独特，麦角硫因可以与重金属离子螯合，使机体内的红细胞免于自由基的损伤。麦角硫因有辅酶的性质，参与人体多种生理生化活动，有非常强的抗氧化性，可显著提高表皮细胞的活性，还有防老化作用，麦角硫因可以减少褪黑素的生成，防止皮肤表面老化，还可以抑制皮肤蛋白质的糖化反应，有明显改善皮肤的效果，研究表明麦角硫因还有促进生发的作用。
2、麦角硫因目前主要通过化学合成法和生物合成法制备，其中化学合成法工艺复杂，产物得率低，合成成本高昂，难以形成产业化。而生物合成法又分为两种，一种是蕈菌菌丝发酵法，另一种是基因工程菌催化合成法。以蕈菌菌丝体发酵制备l-麦角硫因的方法中，菌丝体产量低，发酵液中副产物多，影响后期提取，无法大规模制备出高纯度的麦角硫因。
3、基因工程代谢菌相比从菌丝体中提取麦角硫因，产量更高，发酵成本更低，副产物更少，提取难度变低，具有工业化前景。例如，wo2017150304a1公开了青紫链霉菌streptomyces lividans发酵7天，麦角硫因产量900mg/l；cn111534535a公开了圆红酵母为宿主表达外源基因，麦角硫因产量达到1.5g/l。
4、专利技术人也以大肠杆菌
5、麦角硫因在微生物体内合成需要2种关键酶，麦角硫因合成酶1(nsegt1)、麦角硫因合成酶2(ncegt2)，直接发酵法是通过微生物代谢l-组氨酸，l-甲硫氨酸，l-半胱氨酸产生麦角硫因；目前麦角硫因的直接发酵法主要针对菌种和培养基进行优化，鲜有对发酵条件进行系统性的优化考察。
技术实现思路
1、为了提高基因工程代谢菌发酵法生产麦角硫因的产能，我们在培养基的组成方面也进行了大量的研究和探索。例如，我们从组氨酸生物转化的代谢途径着手，研究了能够促进组氨酸代谢、以及提高nsegt1和/或ncegt2酶活力的化合物和蛋白质，并发现一些特定结构的化合物具有促进麦角硫因的生物合成，其中甲基组氨酸的促进效果尤为突出。基于该发现，本专利技术包括如下技术方案：
2、本专利技术的第一个方面提供了甲基组氨酸在制备麦角硫因生产菌发酵培养基中的应用。
3、上述麦角硫因生产菌是可催化l-组氨酸合成麦角硫因的微生物，尤其是可催化组氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸合成麦角硫因的微生物，优选是大肠杆菌工程菌，更优选专利文献cn202310214002.x中报道的大肠杆菌工程菌。
4、其中cn202310214002.x中报道的大肠杆菌工程菌例如是以大肠杆菌bw25113为底盘菌构建的工程菌bl9-m1278或者ptrc99a-trc-nsegt1-trc-ncegt2/ecoli bw25113-δys。
5、在一种实施方式中，上述麦角硫因生产菌发酵培养基中的甲基组氨酸用量为0.5-10g/l，例如为0.8-9g/l，优选1.0-8g/l、更优选1.2-7g/l、更优选1.5-6g/l、更优选1.8-5g/l、更优选2.0g/l左右。
6、本专利技术的第二个方面提供了一种麦角硫因生产菌发酵培养基，其为在麦角硫因生产菌的常用发酵培养基(普通发酵培养基)中添加了0.5-10g/l的甲基组氨酸后所形成的培养基。
7、以细菌比如大肠杆菌为例，上述常用发酵培养基(普通发酵培养基)可以包含下述成分：葡萄糖10g/l-40g/l、蛋白胨2-20g/l、酵母提取物2-40g/l、玉米浆10-40g/l、七水硫酸镁0.1-1g/l、缓冲性盐7-40g/l，其中所述缓冲性盐包含下述成分、优选由如下成分组成：甜菜碱盐酸盐1-10g/l，磷酸二氢钾0.2-1g/l，磷酸氢二钾0.5-5g/l，硫酸铵5-30g/l，柠檬酸氢二铵0.2-1g/l，柠檬酸铁铵0.1-1.0g/l。
8、进一步地，上述的麦角硫因生产菌发酵培养基还可以包括麦角硫因合成前体氨基酸1.5-10g/l，所述前体氨基酸包括下述成分、优选由如下成分组成：l-组氨酸0.5-5g/l、l-蛋氨酸0.5-5g/l和l-半胱氨酸0.5-5g/l。
9、上述的麦角硫因生产菌发酵培养基还可以包括维生素0.003-0.03g/l，所述维生素包括下述成分、优选由如下成分组成：vb1 0.001-0.01g/l、vb6 0.001-0.01g/l和vb120.001-0.01g/l。
10、在一种实施方式中，上述麦角硫因生产菌发酵培养基还可以包括异丙基-β-d-硫代半乳糖苷30-200mg/l。
11、优选地，上述的麦角硫因生产菌发酵培养还可以包括盐溶液0.2-2ml/l，所述盐溶液的组成如下：feso4·7h2o 10g/l，cucl2 0.2g/l，mnso4·5h2o 1g/l，cacl2·2h2o 0.2g/l，(nh4)6mo7o24 2g/l。
12、本专利技术的第三个方面提供了上述麦角硫因生产菌发酵培养基在发酵法生产麦角硫因中的用途。
13、在一种实施方式中，所述发酵中还包括补料培养基，所述补料培养基的组成如下：葡萄糖约700g/l，甲基组氨酸约30g/l，甜菜碱盐酸盐约5g/l，磷酸二氢钾约2g/l，硫酸铵约10g/l，酵母提取物约5g/l，蛋白胨约5g/l，玉米浆约20g/l，甘油约100g/l，vb1约0.01g/l，vb6约0.01g/l，vb12约0.01g/l，l-组氨酸约10g/l，l-蛋氨酸约30g/l，l-半胱氨酸约30g/l，盐溶液约1ml/l，其中盐溶液的组成如下：feso4·7h2o约10g/l，cucl2约0.2g/l，mnso4·5h2o约1g/l，cacl2·2h2o约0.2g/l，(nh4)6mo7o24约2g/l。
14、本文中在表述数值特征时，术语“约”、“大约”或者“左右”是指所表示的本数可以有±10％、±9％、±8％、±7％、±6％或±5％的误差范围或浮动范围。另外，除非另行定义，本专利技术所出现的数词范围包含该数词以及该范围中的任意数。
15、进一步地，所述发酵还包括菌种活化培养基和种子培养，对于大肠杆菌工程菌，例如活化培养基组成如下：蛋白胨15g/l，酵母提取物5g/l，氯化钠10g/l。
16、对于大肠杆菌工程菌，例如种子培养基组成如下：蛋白胨24g/l，酵母提取物12g/l，甘油8g/l，磷酸氢二钾16g/l，磷酸二氢钾6g/l。
17、发酵过程ph控制：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.甲基组氨酸在麦角硫因生产菌发酵培养基中的应用。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述麦角硫因生产菌是可催化L-组氨酸合成麦角硫因的微生物，尤其是可催化组氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸合成麦角硫因的微生物，优选是大肠杆菌工程菌，更优选专利文献CN202310214002.X中报道的大肠杆菌工程菌。
3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述麦角硫因生产菌发酵培养基中的甲基组氨酸用量为0.5-10g/L。
4.一种麦角硫因生产菌发酵培养基，其特征在于，在麦角硫因生产菌的常用发酵培养基中添加了0.5-10g/L的甲基组氨酸。
5.如权利要求4所述的麦角硫因生产菌发酵培养基，其特征在于，所述常用发酵培养基包含：葡萄糖10g/L-40g/L、蛋白胨2-20g/L、酵母提取物2-40g/L、玉米浆10-40g/L、七水硫酸镁0.1-1g/L、缓冲性盐7-40g/L，其中所述缓冲性盐包含下述成分：甜菜碱盐酸盐1-10g/L，磷酸二氢钾0.2-1g/L，磷酸氢二钾0.5-5g/L，硫酸铵5-30g/L，柠檬酸氢二铵0.2-1g/L，柠檬酸
6.如权利要求5所述的麦角硫因生产菌发酵培养基，其特征在于，还包括麦角硫因合成前体氨基酸1.5-10g/L，所述前体氨基酸包括下述成分：L-组氨酸0.5-5g/L、L-蛋氨酸0.5-5g/L和L-半胱氨酸0.5-5g/L；和/或
7.如权利要求5所述的麦角硫因生产菌发酵培养基，其特征在于，还包括异丙基-β-D-硫代半乳糖苷30-200mg/L。
8.如权利要求5所述的麦角硫因生产菌发酵培养基，其特征在于，还包括盐溶液0.2-2ml/L，所述盐溶液的组成如下：FeSO4·7H2O 10g/L，CuCl2 0.2g/L，MnSO4·5H2O 1g/L，CaCl2·2H2O 0.2g/L，(NH4)6Mo7O24 2g/L。
9.如权利要求4-8中任一项所述麦角硫因生产菌发酵培养基在发酵法生产麦角硫因中的用途。
10.如权利要求9所述的用途，其特征在于，发酵中还包括补料培养基，所述补料培养基的组成如下：葡萄糖700g/L，甲基组氨酸30g/L，甜菜碱盐酸盐5g/L，磷酸二氢钾2g/L，硫酸铵10g/L，酵母提取物5g/L，蛋白胨5g/L，玉米浆20g/L，甘油100g/L，VB1 0.01g/L，VB60.01g/L，VB12 0.01g/L，L-组氨酸10g/L，L-蛋氨酸30g/L，L-半胱氨酸30g/L，盐溶液1ml/L，其中盐溶液的组成如下：FeSO4·7H2O 10g/L，CuCl2 0.2g/L，MnSO4·5H2O 1g/L，CaCl2·2H2O 0.2g/L，(NH4)6Mo7O24 2g/L。
...【技术特征摘要】
1.甲基组氨酸在麦角硫因生产菌发酵培养基中的应用。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述麦角硫因生产菌是可催化l-组氨酸合成麦角硫因的微生物，尤其是可催化组氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸合成麦角硫因的微生物，优选是大肠杆菌工程菌，更优选专利文献cn202310214002.x中报道的大肠杆菌工程菌。
3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述麦角硫因生产菌发酵培养基中的甲基组氨酸用量为0.5-10g/l。
4.一种麦角硫因生产菌发酵培养基，其特征在于，在麦角硫因生产菌的常用发酵培养基中添加了0.5-10g/l的甲基组氨酸。
5.如权利要求4所述的麦角硫因生产菌发酵培养基，其特征在于，所述常用发酵培养基包含：葡萄糖10g/l-40g/l、蛋白胨2-20g/l、酵母提取物2-40g/l、玉米浆10-40g/l、七水硫酸镁0.1-1g/l、缓冲性盐7-40g/l，其中所述缓冲性盐包含下述成分：甜菜碱盐酸盐1-10g/l，磷酸二氢钾0.2-1g/l，磷酸氢二钾0.5-5g/l，硫酸铵5-30g/l，柠檬酸氢二铵0.2-1g/l，柠檬酸铁铵0.1-1.0g/l。
6.如权利要求5所述的麦角硫因生产菌发酵培养基，其特征在于，还包括麦角硫因合成前体氨基酸1.5-10g/l，所述前体氨基酸包括下述成分：l-组氨酸0.5-5g/l、l-蛋...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金刚，任亮，梁岩，步绪亮，韦炎龙，
申请(专利权)人：上海邦林生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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