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毕赤酵母基因工程菌发酵生产抗菌肽工艺分析

2018-05-22韦忠明

中国科技纵横 2018年7期

韦忠明

摘 要:当前,我国经常会出现滥用抗生素的现象,导致患者的生命安全受到极大威胁,诱发多种微生物菌株,且在发明新抗生素的时候,需耗费很长时间,无法满足当前的发展需求,因此,为了提升抗生素药物的安全性,下文针对毕赤酵母基因工程菌发酵生产中的抗菌肽工艺进行分析,以实验的方式表达,得出准确的结论,以供参考。

关键词:毕赤酵母基因工程;菌发酵生产;抗菌肽工艺

中图分类号:Q789 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)07-0220-01

抗菌肽属于新型的抗菌药物,属于具有较大潜力的抗生素替代制剂,当前,我国已经研究出将近一千种抗菌肽,每种都具备特殊的抗菌机理,与抗生素相较,不容易产生耐药性,热稳定较高,因此,需合理使用抗菌肽,代替抗生素药物。

1 实验中的材料与方式

1.1 材料分析

本次实验之前构建了抗菌肽毕赤酵母基因工程菌LY,并使用大肠杆菌、金黄色葡萄球菌作为实验材料。实验中选择的试剂为酵母粉、蛋白胨、天门冬氨酸、三氯乙酸、甲醇试剂、氯化钠试剂与葡萄糖试剂。

1.2 明确培养基的配方

在实验中,主要使用的为酵母种子与固体两种培养基类型。前者的配方为:酵母粉(1%)、蛋白胨(2%)、葡萄糖(3%),且pH值呈现自然的状态。后者培养基的配方为:酵母粉(0.6%)、蛋白胨(1.1%)、氯化钠(1.1%)、琼脂粉(2.1%),且pH值呈现自然的状态。

1.3 具体的实验方式分析

1.3.1 对菌株的重组进行诱导表达

可筛选阳性的酵母菌株,将其放置在YPD液体中实现一级培养,液体剂量为5ml,温度为30摄氏度,以每分钟200r的速度振荡,在等于2的时候,取出1ml培养液,在YPD中重新培养,继续振荡,24个小时之后加入浓度为1.1%的甲醇,并培养48个小时,然后以每分钟8000r的速度进行离心,时间为10分钟,针对表达上清液进行全面的收集,并取出的表达上清液,实现抑菌实验工作。在抑菌实验中,使用21%的三氯乙酸溶液针对上清液进行沉淀,然后加入4摄氏度左右的注射用水,以每分钟14000r的速度进行离心,时间为20分钟,针对沉淀物进行收集,然后放置在0.6ml的PBS溶液中进行处理,在电泳分析的情况下,明确三分子多肽的实际表达产物情况。

1.3.2 利用琼脂扩散方式针对抗菌肽的抑菌活性进行测定

筛选对数生长期中的大肠杆菌与金色葡萄球菌,并制作成为浮液,各自为15,将其与LB固体培养基均匀搅拌,固体培养基的温度为56摄氏度,剂量为31ml,然后平铺在平板中,在溶液凝固之后,在平板上面放置牛津杯,然后将已经保存的上清液放置在牛津杯中,剂量为100,在此期间,可以将平板设置在温度为37.5摄氏度的恒温培养箱中,待过夜之后,将其与体积相同且空载体转化的酵母上清液进行隐性对照,在第二天的时候,合理仔细观察抑菌圈,并记录大小数据,确保实验的准确性。

1.3.3 针对抗菌肽的表达培养基相关配方进行合理优化处理

本实验可以使用四个因素、三个水平进行正交实验,制定完善的设计方案,在正交试验的过程中,全面观察培养基中碳源对菌株相关抗菌肽表达方式的影响情况。如果酵母膏的浓度为1%、蛋白胨的浓度为2%,就可以针对谷氨酸与天冬氨酸的实际情况进行分析,了解其对于菌株抗菌肽实际表达的影响情况。

1.3.4 针对抗菌肽的实际表达条件进行合理的优化

在优化抗菌肽实际表达条件的时候,可以使用三种方式。其一,了解培养基的pH值,在充足抗菌肽方面的表达影响情况。其二,了解不同甲醇浓度的表达影响。其三,了解发酵时间的表达影响[1]。

2 实验结果

2.1 针对抗菌肽进行表达

在实验之后可以发现,通过空载体酵母与重组酵母的分析,可以得到上清液蛋白的具体结果,其中,重组酵母上清液中,主要蛋白质条带分子量在4.1kda左右,而对于空载体的酵母而言,在阴性对照期间,没有条带,因此,需合理使用实验方式。

2.2 不同碳源的实际影响情况

在酵母菌抗菌肽表达方面,不同碳源会对其造成不同的影响。在正交实验的过程中,空白R数据为0.07,而葡萄糖R数据为0.08,可以说明,葡萄糖碳源对于抗菌肽的表达情况所产生影响很小。对于甘油而言,R数据为0.56,属于几种碳源中,对抗菌肽表达情况影响最大的元素[2]。

2.3 谷氨酸与天冬氨酸的实际影响分析

使用正交实验方式,针对酵母粉与蛋白胨等进行研究,了解此类有机氮源在酵母抗菌肽表达方面的实际影响情况,可以发现,有机氮源对其产生的影响很小,且在实验中,可以尝试添加不同的氨基酸,利用氨基酸的表达方式,协调天冬氨酸表达,以此提高抗菌肽表达的灵活性。在实验中可以发现,0.26%谷氨酸制剂与0.6%天冬氨酸制剂会促进抗菌肽的表达,但是,继续增加浓度,不会产生明显的促进效果[3]。且在使用0.26%谷氨酸的时候,抑菌圈的直径可以达到1.9cm左右,而使用0.6%的天冬氨酸,抑菌圈的直径在1.75cm左右,且谷氨酸的价格很低,因此,在实际实验的过程中,可将谷氨酸作为主要的氮源,并将浓度控制为0.26%。

2.4 表达条件实际优化分析

在使用甲醇材料的时候,需在不同浓度、pH值与发酵时间的条件之下进行比较与研究,在实验的过程中可以发现,将酵母菌转结到培养基(pH5.5)中,将培养时间控制在24小时,之后添加1.5%的甲醇材料,在30摄氏度的空间中培养72小时,可得到最高的抗菌肽表达成效[4]。

2.5 优化之前与之后发酵液对抑菌活性的影响对比

在实验的过程中,需针对培养基的优化结果进行对比,可实现柠檬酸铵、蛋白胨与酵母膏之间的发酵,在了解发酵工艺条件的情况下,明确最终的结果。在实验中发现,使用革兰阳性的金色葡萄球菌进行实验,优化之后的抗菌肽效果比优化之前高出57%左右,且在实验中也可以发现,革兰阴性大肠杆菌会受到抗菌肽的抑制性影响,且优化之后比优化之前的效果高出63%左右。

通过本次实驗,可以了解到革兰阴性与阳性菌会受到抗菌肽的抑菌作用,属于广谱的抗菌肽,且在研究中表面,利用发酵培养基与相关工艺技术的优化方式,能够促进酵母菌株的抗菌肽表达,并形成良好的处理依据,可全面优化具体的实验模式[5]。

3 结语

当前,我国经常会出现滥用抗生素的现象,导致抗生素的使用效果降低,甚至诱导多种抗生素的抗性菌株增加,且我国在新型抗生素方面,开发与研究需要很长时间,耗费的成本也很高,无法与耐药性菌株的临床发展速度相较,导致人们的身体健康受到严重威胁,这也导致人们在安全驱使之下,迫切追求新型的抗菌制剂。而抗菌肽属于新型抗菌药物,可以成为抗生素的替代制剂,当前,我国已经得到了抗菌肽的研究成果,并在实际研究中,实现抗菌谱的优势,因此,在临床治疗发展中具备很高的发展前景。上述实验已经得出了准确的结论,可以形成借鉴性。

参考文献

[1]郝思怡.金环蛇抗菌肽Cath-BF在毕赤酵母中的组成型分泌表达[D].广东药学院,2015.

[2]王尔群.鸡AvBD6成熟肽在毕赤酵母中的表达及其抗菌活性分析[D].安徽农业大学,2016.

[3]魏海婷.AvBD2在毕赤酵母中的组成型表达及其发酵条件优化[D].安徽农业大学,2015.

[4]阮海宁.生物转化法生产谷胱甘肽的工艺研究[D].浙江大学,2014.

[5]郭晋霞.重组双碱基内肽酶在毕赤酵母中的表达制备及酶活鉴定[D].重庆理工大学,2016.