[發(fā)明專利]一種提高蟲(chóng)草素產(chǎn)量的蛹蟲(chóng)草液體發(fā)酵方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210588715.8
• 申請(qǐng)日: 2022-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115044636A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉高強(qiáng);馬酉初;黃萍;王曉玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南林業(yè)科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P19/40
• 分類號(hào): C12P19/40;C12N1/38;C12R1/645
• 代理公司: 哈爾濱市陽(yáng)光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 仇鈺瑩

本發(fā)明公開(kāi)了一種提高蟲(chóng)草素產(chǎn)量的蛹蟲(chóng)草液體發(fā)酵方法，屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)在蛹蟲(chóng)草發(fā)酵一段時(shí)間后補(bǔ)加適量的魚(yú)藤酮，可顯著提高蛹蟲(chóng)草發(fā)酵液中蟲(chóng)草素的產(chǎn)量。相較于未添加魚(yú)藤酮的傳統(tǒng)發(fā)酵的產(chǎn)量189.66mg/L，魚(yú)藤酮添加后產(chǎn)量高達(dá)804.69mg/L，即蟲(chóng)草素總產(chǎn)量提高了324.28％。該方法工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需通過(guò)基因改造等手段提升酶活；生產(chǎn)成本低，無(wú)需源源不斷的補(bǔ)料腺嘌呤等蟲(chóng)草素合成所需底物，且蟲(chóng)草素總的發(fā)酵時(shí)間較短，生產(chǎn)效率明顯提高，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高蟲(chóng)草素產(chǎn)量的蛹蟲(chóng)草液體發(fā)酵方法，屬于生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

蛹蟲(chóng)草(Cordyceps militaris)為子囊菌門(mén)，肉座目，麥角菌科、蟲(chóng)草屬的模式種，又叫北冬蟲(chóng)夏草，北蟲(chóng)草，是一種蟲(chóng)類重要藥用真菌。中醫(yī)認(rèn)為，蛹蟲(chóng)草既能補(bǔ)肺陰，又能補(bǔ)腎陽(yáng)，是一種能同時(shí)平衡、調(diào)節(jié)陰陽(yáng)的中藥。相較于冬蟲(chóng)夏草，蛹蟲(chóng)草具有以下兩方面優(yōu)點(diǎn)：一方面，人工條件下蛹蟲(chóng)草的子實(shí)體育成技術(shù)相對(duì)冬蟲(chóng)夏草更為成熟；另一方面，蛹蟲(chóng)草中的蟲(chóng)草素(Cordycepin)生物合成相關(guān)基因的解析相對(duì)明了，CmCNS1和CmCNS2這兩個(gè)直接參與蟲(chóng)草素合成代謝的基因于2017年在蛹蟲(chóng)草中被發(fā)現(xiàn)。蟲(chóng)草素又名蛹蟲(chóng)草菌素，化學(xué)名為3’-脫氧腺苷(3’-deoxyadenosine)，是一種從蛹蟲(chóng)草中分離出來(lái)的核苷類抗生素。近二十多年來(lái)，人們?cè)谙x(chóng)草素的各類抗腫瘤活性試驗(yàn)、蟲(chóng)草素對(duì)氧化應(yīng)激引起的衰老改善、機(jī)體免疫功能的增強(qiáng)調(diào)節(jié)、抑制脂肪細(xì)胞分化預(yù)防肥胖發(fā)生、炎癥抑制、人體外周血單核細(xì)胞生產(chǎn)IL-10的作用、抗白血病活性和作用機(jī)理等領(lǐng)域的應(yīng)用研究方面都取得了開(kāi)創(chuàng)性的成果。蟲(chóng)草素多樣的藥理作用已經(jīng)得到了公認(rèn)，且目前高純度的蟲(chóng)草素在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的售價(jià)也已超過(guò)6000元/克，故擁有巨大的開(kāi)發(fā)價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。

常見(jiàn)的蟲(chóng)草素獲取途徑有三種：一是從天然蛹蟲(chóng)草子實(shí)體中提取；二是人工育成蛹蟲(chóng)草子實(shí)體后再提取；三是運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)蛹蟲(chóng)草菌絲體進(jìn)行發(fā)酵后，從發(fā)酵獲得的菌絲體或培養(yǎng)液中提取。不論天然蛹蟲(chóng)草子實(shí)體還是人工育成的蛹蟲(chóng)草子實(shí)體，其子實(shí)體產(chǎn)量級(jí)蟲(chóng)草素含量均相對(duì)較低，且工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高,無(wú)法滿足市場(chǎng)需要。而具有生產(chǎn)周期短、成本低等優(yōu)勢(shì)的液體深層發(fā)酵技術(shù)所生產(chǎn)的蟲(chóng)草素，其生物活性與野生蛹蟲(chóng)草中獲得的蟲(chóng)草素基本一致，已成為獲取蟲(chóng)草素的最經(jīng)濟(jì)的方法。雖然近幾年液體深層發(fā)酵蛹蟲(chóng)草生產(chǎn)蟲(chóng)草素的技術(shù)取得了一定的進(jìn)展，但該技術(shù)生產(chǎn)的蟲(chóng)草素仍不能滿足日益倍增的蟲(chóng)草素產(chǎn)能需求。因此，如何通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)工藝來(lái)降低生產(chǎn)成本或進(jìn)一步提升蟲(chóng)草素產(chǎn)量最終提升經(jīng)濟(jì)效益，已成為蟲(chóng)草制品行業(yè)內(nèi)一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題。

除優(yōu)化蟲(chóng)草素提取工藝及選育高產(chǎn)蟲(chóng)草素的蛹蟲(chóng)草菌株之外，業(yè)內(nèi)普遍將關(guān)注點(diǎn)聚焦在通過(guò)控制溫度、光照、pH、鹽離子、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、前體物及激素等方法來(lái)優(yōu)化發(fā)酵條件，進(jìn)而影響蟲(chóng)草素代謝并最終提高蟲(chóng)草素產(chǎn)量。而這些優(yōu)化發(fā)酵條件所基于的發(fā)酵方法，仍是傳統(tǒng)的液體發(fā)酵方法，如：

文獻(xiàn)：夏永亮.蟲(chóng)草素生物合成機(jī)理研究.博士學(xué)位論文,中國(guó)科學(xué)院大學(xué),2014.報(bào)道了蟲(chóng)草素的合成基因簇，并揭示一種能夠?qū)崿F(xiàn)高效的蟲(chóng)草素生物合成的方法。該方法是將蛹蟲(chóng)草中蟲(chóng)草素的合成基因簇異源表達(dá)至包含或能自體生成3'-AMP的真菌，使之能夠生產(chǎn)蟲(chóng)草素。但缺點(diǎn)是沒(méi)有給出蟲(chóng)草素的具體產(chǎn)量或提升倍數(shù)。

文獻(xiàn)：湯佳鵬，汪建雄.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑促進(jìn)蛹蟲(chóng)草液體表面培養(yǎng)生產(chǎn)蟲(chóng)草素.報(bào)道了添加不同濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)來(lái)提升蟲(chóng)草素產(chǎn)量的技術(shù)，但生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。

中國(guó)專利：陳萍等，申請(qǐng)?zhí)?02110338257.8提供了一種過(guò)表達(dá)蟲(chóng)草素的重組蛹蟲(chóng)草，并從該菌株發(fā)酵液中分離提取蟲(chóng)草素的方法。該方法是對(duì)腺苷琥珀酸合酶基因、腺苷琥珀酸裂合酶基因或5'-核苷酸酶基因在蛹蟲(chóng)草中進(jìn)行過(guò)表達(dá)重組。然后對(duì)轉(zhuǎn)化子菌株的發(fā)酵培養(yǎng)液進(jìn)行分離、純化獲取蟲(chóng)草素。但缺點(diǎn)是過(guò)表達(dá)重組的基因改造技術(shù)復(fù)雜操作難度較大，且發(fā)酵液中蟲(chóng)草素的產(chǎn)量較低。

發(fā)明內(nèi)容