Методическая статья

Иммобилизация Multi-биокатализаторов в альгинатные гранулы для регенерации кофактора и улучшены возможности повторного использования

17.4K просмотров

DOI:

10.3791/53944

22 апреля 2016 г.

В этой статье

Краткое содержание

Представлен протокол для совместного иммобилизации биокатализаторов целых клеток для регенерации кофактора и улучшенной возможности повторного использования, с использованием производства L-ксилулозу в качестве примера. Регенерация кофактора достигается за счет сочетания двух штаммов кишечной палочки , выражающие функционально комплементарные ферменты; биокатализатор иммобилизация поклеточного достигается за счет клеточного инкапсулирования в альгината кальция бусинок.

Аннотация

Недавно мы разработали простой, многоразовые и связанную систему биокаталитической целой клетки с возможностью регенерации кофактора и биокатализатора иммобилизации для повышения выхода продукции и устойчивого синтеза. Описан при этом является экспериментальная процедура для разработки такой системы , состоящей из двух E. штаммы палочки, выражающие функционально комплементарные ферменты. Вместе эти два фермента могут функционировать совместно оперативно опосредовать регенерацию дорогих кофакторов для улучшения выхода продукта из биореакции. Кроме того, способ синтеза иммобилизованной форме спаренных биокаталитическом системы путем инкапсулирования целых клеток в альгинатные гранулы кальция сообщается. В качестве примера, мы представляем улучшенную биосинтез L-ксилулозы из L-арабинитола путем связывания Е. Клетки палочки , выражающие ферменты L-арабинитол дегидрогеназы или NADPH-оксидаза. При оптимальных условиях и с использованием начальной концентрации 150мМ L-арабинитол, максимальная L-ксилоза выход достигал 96%, что выше, чем в литературе. Иммобилизованная форма спаренных биокатализаторов целых клеток продемонстрировали хорошую стабильность работы, поддержание 65% урожая, полученного в первом цикле после 7 циклов последовательного повторного использования, в то время как система свободного клеток почти полностью утратили каталитическую активность. Поэтому методы, описанные здесь, обеспечивает две стратегии, которые могли бы помочь улучшить промышленного производства L-ксилулозы, а также другие соединения, с добавленной стоимостью, требующих использования кофакторов в целом.

Введение

Восстановительное цельноклеточная биотрансформацию с использованием микроорганизмов стало распространенным методом для химио-ферментативный синтез коммерчески и терапевтически важных биомолекул 1 - 3. Она представляет ряд преимуществ по сравнению с использованием выделенных ферментов, в частности устранение затратных процессов очистки вниз по течению и демонстрации длительного срока службы 4 - 7. Для биокаталитические путей , где кофакторов необходимы для образования продукта, системы цельноклеточная имеют потенциал , чтобы обеспечить на месте кофактора регенерации в с помощью добавле....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. цельноклеточная биокатализаторы Приготовление

Примечание: Рекомбинантный Е. Клетки , несущие палочки pET28a- SpNox 31 или pET28a- HjLAD 28 далее упоминается как E. палочки SpNox и E. палочки HjLAD соответственно.

  1. Привить единственная колония E. палочки HjLAD в 3 мл Лурии-Бертани (LB) среде с канамицином (50 мкг / мл) и инкубируют в термостате шейкера O / N при температуре 37 ° С, 250 оборотов в минуту.
  2. Развести культуры в соотношении 1: 100 в 200 мл свежей LB , содержащей 50 мкг / мл канамицина , и и....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Чтобы включить регенерацию кофактора, L-ксилоза Синтез проводили в связанной системе биокаталитическом целых клеток , содержащей E. палочки HjLAD и E. палочки SpNox клетки. После оптимизации различных параметров, возможность многократного использования этой системы была улучшена путем иммобилизации его в альгината кальция бусин (рисунок 2).

L-кс.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Последние технологические достижения позволили всплеск коммерциализации рекомбинантных биотерапевтических, что приводит к постепенному повышению их рыночной стоимости в биотехнологической промышленности. Одним из таких продвижение является появление метаболической инженерии в рекомбинантных микроорганизмов, который показал большие перспективы в создании масштабируемых промышленных систем 38. Как и в большинстве процессов, успешной коммерциализации рекомбинантных биомолекул , полученных методами генной инженер.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы заявляют нет конкурирующих финансовых интересов. Документ нацелен на отчетности подробную методологию для создания связанную систему биокаталитической целой клетки, иммобилизованной в альгинатных шариков. Научные новинки были представлены в предыдущем исследовании 16.

Благодарности

Это исследование было поддержано Основном программой исследования науки через Национальный исследовательский фонд Кореи (NRF), финансируемой Министерством образования, науки и техники (СРН-2013R1A1A2012159 и NRF-2013R1A1A2007561), Конкук университет и факультет химической инженерии и MCubed Программа в университете штата Мичиган.

....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
LB бульон Сигма ОлдричL3022-6X1KG
КанамицинФишерBP906-5
Изопропил &бета;-D-тиогалактопиранизид (IPTG)Сигма ОлдричI6758-10G Трис
основаниеФишераBP1521
B-никотинамида адениндинуклеотид гидратSigma AldrichN7004-1G
L-арабинитолСигма ОлдричA3506-10G
L-цистеинSigma Aldrich168149
серной кислотойSigma Aldrich320501-500ML
КарбазолSigma AldrichC5132
Этанол FisherBP2818-4
Альгинат натрияSigma AldrichW201502
Дигидрат хлорида кальцияSigma Aldrich223506-500G
Шейкер инкубатор Excella E24Нью-Брансуик Scientific
Cary 60 UV-Vis спектрофотометрAgilent Technologies
Центрифуга 5810REppendrof
МензуркиFisher
ШприцFisher
NeedleFisher
Pioneer Аналитические и прецизионные весы для взвешиванияOhaus

Ссылки

  1. Carballeira, J. D., et al. Microbial cells as catalysts for stereoselective red-ox reactions. Biotech Adv. 27 (6), 686-714 (2009).
  2. Sun, B., Kantzow, C., Bresch, S., Castiglione, K., Weuster-Botz, D. Multi-enzymatic one-pot....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

LE coliHCl

Похожие статьи