具体实施方式
实施例中所述LNTII的固体形式可以根据公开文献制备,可以是喷雾得到的粉末,也可以是冻干粉或其他方式得到的固体。LNTII发酵液是根据现有技术获得的发酵液。
实施例1. 乙酰氨糖转移酶基因lgtA(18S::HPLgtA )表达盒的建立:
1.1 HPLgtA编码区、ADH1终止区、半乳糖苷酶LAC4启动子区融合序列的获取:
全基因合成HPLgtA,其氨基酸序列分别如SEQ ID NO:1所示。
半乳糖苷酶LAC4启动子区序列具体见SEQ ID NO:2。ADH1终止区序列具体见SEQID NO:3。
根据以上序列设计如下所示引物,见表1。
表1
。
分别利用HPLgtA基因、乳酸克鲁维酵母基因组、酿酒酵母基因组为模板进行PCR扩增,扩增组分见表2。
表2
。
PCR扩增程序见表3。
表3
。
PCR反应程序结束后,进行琼脂糖凝胶电泳鉴定,将大小符合预期的条带利用凝胶回收试剂盒进行纯化回收。将回收后产物利用微量测定仪进行DNA浓度测量,利用ddH2O稀释其浓度至1ng/μL。以稀释后的DNA片段为模板,ADH1-Not1和LAC4Pro-Nde1/LAC4Pro-S为引物进行融合PCR扩增,扩增组分见表4。
表4
。
PCR扩增程序见表5。
表5
。
PCR反应程序结束后,进行琼脂糖凝胶电泳鉴定,将大小符合预期的条带利用凝胶回收试剂盒进行纯化回收,得到HPLgtA编码区、ADH1终止区、半乳糖苷酶LAC4启动子区融合序列。
1.2 通过PCR扩增获得上下游同源臂序列、PUG6载体序列、PUG6载体抗性序列引物设计见表6。
表6
。
以乳酸克鲁维酵母基因组和PUG6载体为模板进行PCR扩增,扩增组分见表7。
表7
。
PCR扩增程序见表8。
表8
。
PCR反应程序结束后,进行琼脂糖凝胶电泳鉴定,将大小符合预期的条带利用凝胶回收试剂盒进行纯化回收。
1.3 表达盒的获取
将1.1步骤获得的融合序列与1.2步骤的上下游同源臂序列、骨架序列、抗性序列按照总体积5μL、摩尔比1:1:1:1:1的比例混合后加入5μL无缝克隆MIX进行连接。连接温度50℃,时间30-60min。连接完成后及时进行大肠杆菌转化,挑取正确的转化子进行质粒提取,获得携带HPLgtA表达盒的表达载体18S::HPLgtA。
本实施例所用试剂及试剂盒来源如表9所示。
表9
。
本实施例所用溶剂及缓冲液配方如下所示
50×TAE溶液:使用ddH2O配制,其中含有2 M Tris,100 mM Na2EDTA·H2O,2% SDS,调pH至8.5。
基因组抽提buffer:使用ddH2O配制,其中含有200 mM Tris-HCl,250 mM NaCl,2%SDS,25 mM EDTA,调pH至8.0。
大肠杆菌培养基:10 g/L胰蛋白胨、5 g/L酵母提取物、10 g/L 氯化钠和水配制而成,固体培养基需额外添加20 g/L琼脂粉。采用经121℃高温蒸汽灭菌20 min后备用。
酵母培养基:20 g/L胰蛋白胨、10 g/L酵母提取物、20 g/L 葡萄糖、加入水配制而成,固体培养基需额外添加20 g/L琼脂粉。采用经115℃高温蒸汽灭菌30 min后备用。
本实施例所用培养条件:
大肠杆菌在温度设置为37 ℃的恒温培养箱中进行固体平板培养,在温度设置为37 ℃,转速设定为200 rpm的摇床中进行摇瓶培养。
酵母在温度设置为30 ℃的恒温培养箱中进行固体平板培养,在温度设置为30℃,转速设定为200 rpm的摇床中进行摇瓶培养。
本实施例酵母基因组提取方法:
(1)将乳酸克鲁维酵母单菌落挑取至1 mL YPD(10 mL离心管)培养基中,30℃,200rpm过夜培养;
(2)取600μL菌液于1.5毫升EP管中,10000rpm离心1min,去上清;
(3)加入600-800μL的基因组抽提buffer,100μL石英砂,充分震荡5min;
(4)65℃水浴30min,每10min颠倒一次;
(5)取上清于新的1.5毫升EP管中,加入等体积的DNA提取液,吹打混匀;
(6)13000rpm离心10min。取400μL上清于新的1.5毫升EP管中;
(7)加入0.6倍体积的异丙醇和40μL 3M醋酸钠,混匀,-20℃静置30min;
(8)13000rpm离心10min,弃上清,得到酵母基因组;
(9)用70%的乙醇洗涤两次,待乙醇挥发后溶于ddH2O中,-20℃保存。
实施例2: 乳酸克鲁维酵母重组菌株的构建:
1. ΔLAC4::HPLgt A表达盒构建成功后进行酵母转化,得到重组菌株。
酵母转化方法具体如下:
(1)先制备酵母感受态细胞:取少量酵母菌株冻存物在平板固体培养基上划线,30℃倒置培养2天。挑取酵母单菌落于50 mL 液体培养基中,30℃,220 rpm 培养至OD600在0.8-1.5之间。收集菌体用25 mL无菌水洗涤,室温1500 ×g离心10 min,弃上清。加入 1 mL100 mM的氯化锂缓冲液,重悬沉淀,12000 rpm 离心30s,弃上清。再次加入 400 μL 100 mM的氯化锂缓冲液,重悬沉淀,得酵母细胞感受态,按50 μL/管分装,待转化用。
同时,煮沸1 mL鲑鱼精DNA 5 min,迅速冰浴以制备单链担体DNA。
(2)转化:将上述制备的感受态酵母菌离心,以Tips去除残余的氯化锂溶液。对于每一个转化,按以下顺序加入:50% PEG3350(240 μL);1M LiCl(36 μL);2 mg/mL 单链Salmon sperm DNA(25 μL);5~10 μg/50 μL H2O 质粒DNA(50 μL),剧烈旋涡混匀,直至沉淀菌体完全分布均匀;30 ℃水浴孵育30 min;42 ℃水浴热休克20~25 min;8000 rpm离心10 min后,收集酵母菌体;然后,重悬酵母于500 μL 液体培养基,30℃摇床孵育;1~4 h后,取25~100 μL菌液涂布于选择性培养基平板,于30 ℃倒置培养。
所述质粒DNA,为实施例1构建的ΔLAC4敲除盒,或ΔLAC4::HPLgt A 表达盒。
2. 乳酸克鲁维酵母重组菌株的验证:
平板静置培养2-3天,对长出的转化子单菌落进行验证,验证方法如下:
挑取转化子单菌落于1.5mL液体培养基1,30℃、200 rpm震荡培养过夜后分别取50μL菌液转接于1.5mL液体培养基1和液体培养基2,30℃、200 rpm震荡培养过夜。观察其生长情况,选取在固体培养基1中正常生长而在固体培养基2几乎无法生长的转化子保种,认为其为重组菌株。
本实施例中培养基具体情况如下:
固体培养基1:20 g/L胰蛋白胨、10 g/L酵母提取物、20 g/L 葡萄糖、20 g/L琼脂粉加入水配制而成,经115℃高温蒸汽灭菌30 min后备用。
液体培养基1:20 g/L胰蛋白胨、10 g/L酵母提取物、20 g/L 葡萄糖加入水配制而成,经115℃高温蒸汽灭菌30 min后备用。
固体培养基2:20 g/L胰蛋白胨、10 g/L酵母提取物、20 g/L 乳糖、20 g/L琼脂粉加入水配制而成,经115℃高温蒸汽灭菌30 min后备用。
液体培养基2:20 g/L胰蛋白胨、10 g/L酵母提取物、20 g/L 乳糖加入水配制而成,经115℃高温蒸汽灭菌30 min后备用。
实施例3. 两段式培养乳酸克鲁维酵母重组菌株,催化合成LNTII。
第一阶段为菌体生长期:
以葡萄糖为碳源培养细胞,进行菌体量和酶量的积累,至细胞生长进入对数末期或稳定期。将菌株划线培养于固体培养基中,30℃培养2-3天后挑取单菌落接种于1.5mL液体培养基,30℃、200 rpm培养至OD600=1,按2%的接种量接种于5L液体培养基中(10L体积发酵罐),30℃、200 rpm震荡培养过夜。随后按2%的接种量接种于50mL液体培养基摇瓶中,30℃、200 rpm震荡培养进行菌体量积累。
第二阶段为产物合成期:30℃,200 rpm下震荡培养至40 h时,开始流加补料,总发酵时长72 h。发酵72 h结束后,离心发酵液,使用高压匀浆破碎仪进行菌体破碎,离心除去蛋白,收集,将发酵液和上清混合获得含有LNTII的液体后,经过阴阳离子树脂脱色、除盐以及层析树脂纯化得到纯化液,浓缩纯化液,浓缩后溶液中LNTII浓度为466g/L,备用;或者通过喷雾干燥方式得到固体粉末LNTII,备用。
培养基具体情况如下:
固体培养基:20 g/L胰蛋白胨、10 g/L酵母提取物、20 g/L葡萄糖、20 g/L琼脂粉,经115℃高温蒸汽灭菌30 min后备用。
液体培养基:20 g/L胰蛋白胨、10 g/L酵母提取物、20 g/L 葡萄糖,8 g/L乳糖、终浓度分别为5mM的磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铵和硫酸锰,经115℃高温蒸汽灭菌30 min后备用。
补料:2g/L的乳糖、20g/L的葡萄糖、终浓度分别为5mM的磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铵和硫酸锰。
下述实施例中采用的是实施例1中的得到的纯化发酵液,或喷雾干燥所得发酵液得到的固体LNTII。
实施例4. 取实施例1所得固体状LNTII 5g,加入10ml纯化水,50℃溶清(完全溶解)。溶清后,降温至25℃,降温速率0.5℃/min,向其中加入0.06g晶种,加入丙酮30ml,流加速率为0.25ml/min,搅拌下,养晶12h。抽滤,用0℃预冷的丙酮洗涤,55℃干燥得LNTII 晶体,称其为晶型A,HPLC测定纯度为97.98%,收率90.89%。
根据中国药典(2020版)附录0451规定的X射线衍射法(第二法粉末X射线衍射法)分别对结晶前固体状LNTII(实施例1喷雾干燥所得),以及本实施例所得晶型进行X-射线衍射(XRD)检测。结晶前固体状LNTII的X射线衍射图谱见附图1;为无定型固体。本实施例所得晶型的X射线衍射图谱见附图2,有晶体的特征峰,其峰位置与峰强度见表10。
根据JY/T0584-2020《扫描电子显微镜分析方法通则》分别检测结晶前固体状LNTII和本发明所得晶型的形貌。结晶前固体粉末LNTII的电镜状扫描图谱见附图3;本实施例所得LNTII晶型A的电镜扫描图谱见附图4。
根据GB/T21781-2008《化学品的熔点及熔融范围试验方法毛细管法》规定的方法,对本实施例所得晶型进行熔点检测,熔点为194℃。
表10
。
实施例5. 取实施例3喷雾所得固体粉末状LNTII 5g,加入25ml纯化水,40℃溶清(完全溶解)。溶清后,降温至15℃,向其中加入0.02g晶种,加入丙酮50ml,流加速率为0.07ml/min,搅拌下,养晶20h。抽滤,用8℃预冷的丙酮洗涤,60℃干燥得LNTII晶型,其X射线衍射图谱同实施例4所得晶型,为LNTII晶型A,熔点196℃,HPLC测定纯度为98.18%,收率92.6%。
实施例6. 取实施例3喷雾所得固体粉末状LNTII 5g,加入20ml纯化水,55℃溶清(完全溶解)。溶清后,降温至10℃,向其中加入丙酮50ml,流加速率为0.20ml/min,搅拌下,养晶48h。抽滤,用0-8℃预冷的丙酮洗涤,65℃干燥得LNTII晶型,其X射线衍射图谱同实施例4所得晶型,为LNTII晶型A,熔点194℃,HPLC测定纯度为97.87%,收率93.89%。
实施例7. 浓缩实施例3所得纯化液( LNTII浓度为466g/L),降温至25℃,取10ml,向其中加入0.04g晶种,加入丙酮20ml,搅拌下,流加速率为0.25ml/min,静止养晶16h。抽滤,用5℃预冷的丙酮洗涤,55℃干燥得LNTII 晶型,其X射线衍射图谱同实施例4所得晶型,为LNTII晶型A,熔点191℃,HPLC测定纯度为92.3%,收率90.89%。
实施例8. 取实施例3所得含LNTII的浓缩液( LNTII浓度为466g/L),降温至15℃,取10ml,向其中加入0.06g晶种,加入丙酮30ml,搅拌下,流加速率为0.18ml/min,静止养晶16h。抽滤,用0℃预冷的丙酮洗涤,60℃干燥得LNTII 晶型,其X射线衍射图谱同实施例4所得晶型,为LNTII晶型A,熔点193℃,HPLC测定纯度为92.57%,收率92.6%。
实施例9. 取实施例3所得含LNTII的浓缩液( LNTII浓度为466g/L),降温至20℃,取10ml,向其中加入0.06g晶种,加入丙酮25ml,搅拌下,流加速率为0.20ml/min,静止养晶12h。抽滤,用0℃预冷的丙酮洗涤,65℃干燥得LNTII 晶型,其X射线衍射图谱同实施例4所得晶型,为LNTII晶型A,熔点192℃,HPLC测定纯度为91.98%,收率93.39%。
实施例10. 取实施例3所得固体状LNTII 5g,加入15ml纯化水,45℃溶清(完全溶解)。溶清后,降温至25℃,向其中加入0.06g晶种,养晶0.5-1h;降温至15℃,降温速率为0.1℃/min;在此温度下向溶液中加入丙酮40ml,流加速率为0.15ml/min,搅拌下,养晶18h。抽滤,用5℃预冷的丙酮洗涤,55℃干燥得LNTII晶型,其X射线衍射图谱同实施例4所得晶型,为LNTII晶型A,熔点194℃,HPLC测定纯度为98.58%,收率94.28%。
实施例11. 吸湿性测定
步骤1. 玻璃培养皿的处理
恒温恒湿实验的前一天,将玻璃培养皿(不带盖)置于25±1℃、相对湿度为75±2%的恒温恒湿箱中4小时,取出精密称重,重复试验至恒重,数据记录于表12;
步骤2. 分别称取实施例3所得喷雾干燥LNTII固体粉末、实施例4所得LNTII晶型A,置于步骤1恒重的敞口玻璃培养皿中,置于25℃、相对湿度为75%的恒温恒湿箱中,于5天取出观察外观变化,称重,并计算吸湿情况,结果分别记录于表11、表12,吸湿前样品形态见附图5,吸湿后样品形态见附图6。
表11
。
表12
。
表11现象和表12结果说明, 本发明所述LNTII晶型A的稳定性优于无定型粉末,有利于LNTII产品的长期贮存,以及在食品和药品中的应用,且能够降低LNTII的包装成本,延长产品的保质期。
应注意的是,以上实例仅用于说明本发明的技术方案而非对其进行限制。尽管参照所给出的实例对本发明进行了详细说明,但是本领域的普通技术人员可根据需要对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
序列表
<110> 山东恒鲁生物科技有限公司
<120> 一种三糖的新晶型
<160> 19
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 333
<212> PRT
<213> Neisseria meningitidis
<400> 1
Met Gln Pro Leu Val Ser Val Leu Ile Cys Ala Tyr Asn Val Glu Lys
1 5 10 15
Tyr Phe Ala Gln Ser Leu Ala Ala Val Val Asn Gln Thr Trp Arg Asn
20 25 30
Leu Asp Ile Leu Ile Val Asp Asp Gly Ser Thr Asp Gly Thr Leu Ala
35 40 45
Ile Ala Gln Arg Phe Gln Glu Gln Asp Gly Arg Ile Arg Ile Leu Ala
50 55 60
Gln Pro Arg Asn Ser Gly Leu Ile Pro Ser Leu Asn Ile Gly Leu Asp
65 70 75 80
Glu Leu Ala Lys Ser Gly Gly Gly Gly Glu Tyr Ile Ala Arg Thr Asp
85 90 95
Ala Asp Asp Ile Ala Ala Pro Asp Trp Ile Glu Lys Ile Val Gly Glu
100 105 110
Met Glu Lys Asp Arg Ser Ile Ile Ala Met Gly Ala Trp Leu Glu Val
115 120 125
Leu Ser Glu Glu Lys Asp Gly Asn Arg Leu Ala Arg His His Glu His
130 135 140
Gly Lys Ile Trp Lys Lys Pro Thr Arg His Glu Asp Ile Ala Asp Phe
145 150 155 160
Phe Pro Phe Gly Asn Pro Ile His Asn Asn Thr Met Ile Met Arg Arg
165 170 175
Ser Val Ile Asp Gly Gly Leu Arg Tyr Asn Thr Glu Arg Asp Trp Ala
180 185 190
Glu Asp Tyr Gln Phe Trp Tyr Asp Val Ser Lys Leu Gly Arg Leu Ala
195 200 205
Tyr Tyr Pro Glu Ala Leu Val Lys Tyr Arg Leu His Ala Asn Gln Val
210 215 220
Ser Ser Lys Tyr Ser Ile Arg Gln His Glu Ile Ala Gln Gly Ile Gln
225 230 235 240
Lys Thr Ala Arg Asn Asp Phe Leu Gln Ser Met Gly Phe Lys Thr Arg
245 250 255
Phe Asp Ser Leu Glu Tyr Arg Gln Ile Lys Ala Val Ala Tyr Glu Leu
260 265 270
Leu Glu Lys His Leu Pro Glu Glu Asp Phe Glu Leu Ala Arg Arg Phe
275 280 285
Leu Tyr Gln Cys Phe Lys Arg Thr Asp Thr Leu Pro Ala Gly Ala Trp
290 295 300
Leu Asp Phe Ala Ala Asp Gly Arg Met Arg Arg Leu Phe Thr Leu Arg
305 310 315 320
Gln Tyr Phe Gly Ile Leu His Arg Leu Leu Lys Asn Arg
325 330
<210> 2
<211> 600
<212> DNA
<213> Kluyveromyces lactis
<400> 2
tgtcttgcat gttaataata gcctagcctg tgagccgaaa cttagggtag gcttagtgtt 60
ggaacgtaca tatgtatcac gttgacttgg tttaaccagg cgacctggta gccagccata 120
cccacacacg ttttttgtat cttcagtata gttgtgaaaa gtgtagcgga aatttgtggt 180
ccgagcaaca gcgtcttttt ctagtagtgc ggtcggttac ttggttgaca ttggtatttg 240
gactttgttg ctacaccatt cactacttga agtcgagtgt gaagggtatg atttctagtg 300
gtgaacacct ttagttacgt aatgttttca ttgctgtttt acttgagatt tcgattgaga 360
aaaaggtatt taatagctcg aatcaatgtg ttatcattgt gaagatgttc ttccctaact 420
cgaaaggtat atgaggcttg tgtttcttag gagaattatt attcttttgt tatgttgcgc 480
ttgtagttgg aaaaggtgaa gagacaaaag cgcttaacac ttgaaattta ggaaagagca 540
gaatttggca aaaaaaataa aaaaaaaata aacacacata ctcatcgaga actgaaagat 600
<210> 3
<211> 188
<212> DNA
<213> artificial sequence
<400> 3
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tacaaatttt aaagtgactc ttaggtttta aaacgaaaat tcttattctt gagtaactct 120
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tctaccgg 188
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<400> 4
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ctatagacat atgatgcttg tctcaaagat taagcc 36
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catgatctcg ttagttgttc ctcgttaagg tattta 36
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<212> DNA
<213> artificial sequence
<400> 14
gatatcagat ccacttgtct gcttaattgc gat 33
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<211> 34
<212> DNA
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gcataggcca ctataaatga ccaagtttga ccag 34
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<211> 31
<212> DNA
<213> artificial sequence
<400> 16
cctctaccgg tgcaggtcga caacccttaa t 31
<210> 17
<211> 32
<212> DNA
<213> artificial sequence
<400> 17
taagcagaca agtggatctg atatcaccta at 32
<210> 18
<211> 29
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<400> 18
tggtcattta tagtggccta tgcggccgc 29
<210> 19
<211> 40
<212> DNA
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<400> 19
ctttgagaca agcatcatat gtctatagtg tcacctaaat 40