一种脉冲式热刺激诱导方式的制作方法

文档序号:34077973发布日期:2023-05-06 22:48阅读:52来源:国知局

本发明涉及一种脉冲式热刺激诱导方式,属于微生物发酵。


背景技术:

1、大肠杆菌表达系统具有遗传背景清楚、培养周期短、转化效率高、表达水平高、容易操作等特点,是发展最早、应用最广泛、最容易操作的高效表达系统。而基因表达系统的强弱在于诱导调控方式的高效程度,目前调控类型的表达载体主要包括糖原调控型、温度调控型、色氨酸调控型、磷酸盐调控型、ph调控型、溶氧调控型、生物素调控型、光调控型等。糖原调控型是现阶段最广泛的调控方式,通过lac/tac表达系统采用化学诱导剂解除阻遏蛋白抑制表达出目的蛋白,但最有效的化学诱导剂异丙基硫代-β-半乳糖苷(iptg)价格昂贵且具有细菌毒性,不具备工业价值。而温度调控诱导方式避免了使用特殊的介质、昂贵的化学诱导剂,克服了其他表达系统的缺点,目前已经成功应用到药用重组蛋白的生产中。中国专利200410065776.8公开了“预热-注入法”可以实现大体积发酵液的快速升温,但在诱导过程中需一直维持诱导温度直至诱导结束,诱导时间较长,持续的能量需要大量的能量供应,较长的诱导周期耗费大量的时间成本,基于此,本发明公开了一种脉冲式热刺激诱导方式。


技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种脉冲式热刺激诱导方式,与传统热刺激诱导方式相比,仅需提供诱导的瞬时温度,能够减少能量供应成本;诱导时间缩短,节约时间成本。

2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种脉冲式热刺激诱导方式,具体方法包括以下步骤:

3、步骤a1、将基因工程菌株shg13-s接种至lb液体培养基中,培养,当发酵培养液的细胞光密度od600为0.4~1.3时,开始脉冲式热刺激诱导;

4、步骤a2、向发酵培养液中加入热的lb液体培养基,使发酵培养液瞬间达到目标温度为tt,在诱导周期内进行n次热刺激诱导,每次热刺激诱导的间隔为10~15min;

5、每次热刺激诱导时,先确定测定发酵培养液的温度tn、体积vn,再以纯水代表发酵培养液、热水代表热的lb液体培养基,以确定每次加入热的lb液体培养基的体积vxn,热的lb液体培养基与热水的温度相同且大于tt;

6、其中,n表示脉冲式热刺激的诱导周期内的脉冲频率,tn表示第n次热刺激前发酵培养液的温度,vn表示第n次热刺激前发酵培养液的体积,vxn表示第n次热刺激加入的100℃的lb液体培养基体积;lb液体培养基配方:每升中,蛋白胨10g,酵母膏5g,nacl 10g,其余为纯水,ph 7.0;

7、基因工程菌株shg13-s是以大肠杆菌为起始菌株,先敲除阻遏基因再敲入标签基因培养,再导入连接目的基因的线性化温敏型表达载体构建得到。

8、其中,上述目标温度tt为40~45℃。

9、其中,上述n为1~11次。

10、其中,上述诱导周期为1~2h。

11、其中,上述每次加入热的lb液体培养基的体积vxn的具体确定方法为:先确定测定发酵培养液的温度tn、体积vn,取温度tn、体积vn的纯水,快速加入热水,使纯水温度达到目标温度tt后,记录使用的热水的体积,标记为vxn,vxn即为第n次需要加入的热的lb液体培养基。

12、上述基因工程菌株shg13-s的接种量为1%。

13、本发明还提供了基因工程菌株shg13-s经脉冲式热刺激诱导后的应用,具体应用方法如下:将基因工程菌株shg13-s完成脉冲式热刺激诱导的发酵培养液继续培养2~3h,加入底物,使底物达到一定浓度,催化反应9~16h,获得目标产物。

14、其中,上述底物的初始浓度不大于32 g/l。

15、其中,上述底物为含有邻苯基团的化合物。

16、其中,上述底物为4-香豆酸、酪醇、3-脱氢莽草酸、酪氨酸的一种,其对应的目标产物为咖啡酸、羟基酪醇、原儿茶酸、左旋多巴的一种。

17、上述的培养条件为:温度25~37℃,转速225rpm。

18、本发明还提供了基因工程菌株shg13-s的具体构建的过程,包括以下步骤:

19、步骤b1、以大肠杆菌为起始菌株,采用crespre/cas9的基因编辑方式,先敲除阻遏基因再敲入标签基因复苏后,涂布至lb固体培养基,在30℃过夜培养,挑选阳性菌株,得到底盘菌株;lb固体培养基配方:每升中,蛋白胨10g,酵母膏5g,nacl 10g,琼脂20g,其余为纯水,ph 7.0;

20、步骤b2、以温敏质粒pbv220基础,温敏质粒经扩增、消化,获得线性化温敏型表达载体,将目的基因连接到线性化温敏型表达载体中,获得重组质粒;

21、步骤b3、将步骤b2的重组质粒通过化学转化法导入步骤b1的底盘菌株中,在37℃过夜培养,待长出菌株后,筛选阳性菌株,获得基因工程菌株shg13-s。

22、其中,上述大肠杆菌为大肠杆菌代谢菌株,大肠杆菌代谢菌株为大肠杆菌bl21、大肠杆菌w3110、大肠杆菌atcc9637的一种。

23、其中,上述目的基因为hpabc、quic、tpl的一种;hpabc的核苷酸序列由seq idno.11所示的hpab和seq id no.12的hpac组合而成;quic的核苷酸序列为seq id no.13所示;tpl的核苷酸序列为seq id no.14所示。

24、其中,pbv220的核苷酸序列为seq id no.15所示。

25、其中,上述阻遏基因tyrr、trpr、mtr、tnaa、arop的一处或多处。

26、其中,上述标签基因序列可为重复序列,(caxggxtcxatgtcxtgg)n,x可为任意碱基,标签基因相似度可为80%~100%。

27、其中,上述标签基因由核苷酸序列seq id no.1~seq id no.10任一序列所示。

28、本发明的有益效果:与传统热刺激诱导方式相比,本发明仅需提供诱导的瞬时温度,能够减少能量供应成本;诱导时间缩短,节约时间成本。



技术特征:

1.一种脉冲式热刺激诱导方式,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种脉冲式热刺激诱导方式,其特征在于,所述目标温度tt为40~45℃。

3.根据权利要求1所述的一种脉冲式热刺激诱导方式,其特征在于,所述n为1~11次。

4.根据权利要求1所述的一种脉冲式热刺激诱导方式,其特征在于,所述诱导周期为1~2h。

5.根据权利要求1所述的一种脉冲式热刺激诱导方式,上述每次加入热的lb液体培养基的体积vxn的具体确定方法为:先确定测定发酵培养液的温度tn、体积vn,取温度tn、体积vn的纯水,快速加入热水,使纯水温度达到目标温度tt后,记录使用的热水的体积,标记为vxn,vxn即为第n次需要加入的热的lb液体培养基。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种脉冲式热刺激诱导方式,其特征在于,所述基因工程菌株shg13-s经脉冲式热刺激诱导后的应用步骤如下:将基因工程菌株shg13-s完成脉冲式热刺激诱导的发酵培养液继续培养2~3h,加入底物,使底物达到一定浓度,催化反应9~16h,获得目标产物,所述底物为含有邻苯基团的化合物。

7.根据权利要求1所述的一种脉冲式热刺激诱导方式,其特征在于,基因工程菌株shg13-s的具体构建的过程,包括以下步骤:

8.根据权利要求1或7所述的一种脉冲式热刺激诱导方式,其特征在于,所述阻遏基因tyrr、trpr、mtr、tnaa、arop的一处或多处。

9.根据权利要求1或7所述的一种脉冲式热刺激诱导方式,其特征在于,所述标签基因序列可为重复序列,(caxggxtcxatgtcxtgg)n,x可为任意碱基,n可为不小于6的正整数,标签基因相似度可为80%~100%,所述标签基因由核苷酸序列seq id no.1~seq id no.10任一序列所示。

10.根据权利要求1或7所述的一种脉冲式热刺激诱导方式,其特征在于,所述目的基因为hpabc、quic、tpl的一种;所述hpabc的核苷酸序列由seq id no.11所示的hpab和seq idno.12的hpac组合而成;所述quic的核苷酸序列为seq id no.13所示;所述tpl的核苷酸序列为seq id no.14所示。


技术总结
本发明公开了一种脉冲式热刺激诱导方式,包括以下步骤:步骤A1、将基因工程菌株sHG13‑s接种至LB液体培养基中,培养,当发酵培养液的细胞光密度OD600为0.4~1.3时,开始脉冲式热刺激诱导;步骤A2、向发酵培养液中加入热的LB液体培养基,使发酵培养液瞬间达到目标温度为Tt,在诱导周期内进行n次热刺激诱导,每次热刺激诱导的间隔为10~15min。本发明与传统热刺激诱导方式相比,仅需提供诱导的瞬时温度,能够减少能量供应成本;诱导时间缩短,节约时间成本。

技术研发人员:华夏,丁叶,李亚
受保护的技术使用者:徐州合谷生命科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/12
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