一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法

1.本发明涉及微藻生物技术领域，特别涉及一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法。


背景技术：

2.小球藻属于绿藻门、小球藻科、小球藻属，是第一种被人工分离并培养的单细胞微藻，其应用十分广泛，可以用来生产生物质、生物燃料(包括油脂和烷烃等)、蛋白质、色素，还可以用来进行污水处理。小球藻中含有丰富的蛋白质，其蛋白含量最高可达58％，同时包含多种功能性蛋白，如多种抗氧化酶(过氧化氢酶cat、谷胱甘肽过氧化物酶gsh-px、超氧化物歧化酶sod等)、硒蛋白以及多种蛋白衍生肽，这些功能性蛋白具有多种活性，比如抗氧化活性、抗凝血活性、免疫刺激活性等。gsh-px是功能性蛋白的一员，它广泛存在于动物、植物、真菌及细菌等生物体内。研究表明，gsh-px与癌症、心脑血管疾病、糖尿病及炎症等多种疾病的发生和发展有密切关系。
3.目前利用小球藻生产蛋白质的方法主要集中在提高普通蛋白产量，同时这些优化方法大多基于自养(微藻利用光照和无机物进行光合作用，合成有机物，维持自身生长)或兼养(微藻在利用有机碳源进行有氧呼吸的同时，也利用光能进行光合作用)生产条件，相较于异养(在自养培养基中加入有机碳源或有机氮源，在黑暗的条件下进行的需氧发酵生长)生产条件，存在着生产成本高、产量及效率低等问题。因此，在异养条件下，如何提高小球藻功能性蛋白活性和含量对提高小球藻生产价值以及维持小球藻经济的发展具有重要意义。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法，以达到在异养条件下提高小球藻胞内功能性蛋白活性及含量的目的。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
6.一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法，包括在进行小球藻细胞异养培养时，向培养基中添加亚硒酸钠来提高小球藻功能性蛋白活性和含量。
7.上述方案中，培养基中小球藻细胞密度为6
×
106cells/ml，亚硒酸钠的添加量为10-40mg/l。
8.上述方案中，所述培养基中添加有机碳源，所述有机碳源为乙酸钠，浓度为50mmol/l。
9.上述方案中，所述培养基为mcm培养基。
10.上述方案中，小球藻在黑暗条件下培养。
11.上述方案中，培养温度为25℃。
12.上述方案中，培养过程中，在转速为150rpm的摇床上进行培养。
13.通过上述技术方案，本发明提供的一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法
具有如下有益效果：
14.本发明方法在小球藻培养液中添加亚硒酸钠，可以明显提高小球藻细胞内功能性蛋白的活性和含量；添加物用量少，用时短，有利于提升小球藻工业化生产的经济效益。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
16.图1为本发明实施例1中小球藻细胞内cat、sod、gsh-px的活性对比示意图；
17.图2为本发明实施例2中小球藻细胞内cat、sod、gsh-px的活性对比示意图；
18.图3为本发明实施例2中小球藻细胞内gsh-px的含量对比示意图；
19.图4为本发明实施例3中小球藻细胞内cat、sod、gsh-px的活性对比示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
21.本发明提供了一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法，具体实施例如下：
22.本发明实施例中用到的mcm培养基配方如下：
23.表1mcm培养基配方
24.成分浓度(mg/l)成分浓度(μg/l)kno3200zncl24.1kh2po420h3bo361mgso4·
7h2o100cocl2·
6h2o5.1cacl240.5cuso4·
5h2o6.0na2edta
·
2h2o3.36mncl2·
6h2o4.1fecl3·
6h2o2.44(nh4)6mo7o4·
4h2o38
25.在培养基中添加的有机碳源为乙酸钠，浓度为50mmol/l。
26.对照组为不添加亚硒酸钠，其余条件同实验组，实验组即本发明的实施例1-3。
27.实施例1
28.在温度为25℃的黑暗条件下于转速为150rpm的摇床上培养小球藻，培养基中小球藻细胞密度为6
×
106cells/ml，添加亚硒酸钠直至培养基中亚硒酸钠浓度为10mg/l时，对实验组和对照组的小球藻细胞内的cat、sod和gsh-px的活性进行检测，活性检测分别使用cat试剂盒、sod试剂盒以及gsh-px试剂盒。
29.检测结果见图1，可以看出，实验组小球藻的cat活性与对照组相比提高，gsh-px和sod活性与对照组相比有显著的提高。
30.实施例2
31.在温度为25℃的黑暗条件下于转速为150rpm的摇床上培养小球藻，培养基中小球藻细胞密度为6
×
106cells/ml，添加亚硒酸钠直至培养基中的亚硒酸钠浓度为20mg/l时，对实验组和对照组的小球藻细胞内的cat、sod和gsh-px的活性进行检测，活性检测分别使用cat试剂盒、sod试剂盒以及gsh-px试剂盒。
32.检测结果见图2，可以看出，实验组小球藻的cat、gsh-px以及sod活性与对照组(未添加亚硒酸钠)相比有显著的提高。
33.并且使用western blot对gsh-px含量进行半定量，检测结果见图3，可以看出，gsh-px的含量与对照组比有明显提高。
34.实施例3
35.在温度为25℃的黑暗条件下于转速为150rpm的摇床上培养小球藻，培养基中小球藻细胞密度为6
×
106cells/ml，添加亚硒酸钠直至培养基中亚硒酸钠浓度为40mg/l时，对实验组和对照组的小球藻细胞内的cat、sod和gsh-px的活性进行检测，活性检测分别使用cat试剂盒、sod试剂盒以及gsh-px试剂盒。
36.检测结果见图4，可以看出，实验组小球藻的实验组小球藻的cat活性与对照组相比提高，gsh-px和sod活性与对照组相比有显著的提高。
37.本发明还对亚硒酸钠浓度为5mg/l、8mg/l、42mg/l、48mg/l、52mg/l时进行了cat、sod和gsh-px的活性以及含量的测试，结果发现，cat、sod和gsh-px的活性以及含量与对照组相比差别不大。
38.由此可以看出，在本发明所限定的10-40mg/l的浓度范围内，亚硒酸钠可以很好的提高小球藻细胞内功能性蛋白的活性，尤其可以显著提高谷胱甘肽过氧化物酶的活性和含量。
39.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法，其特征在于，包括在进行小球藻细胞异养培养时，向培养基中添加亚硒酸钠来提高小球藻功能性蛋白活性和含量。2.根据权利要求1所述的一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法，其特征在于，培养基中小球藻细胞密度为6
×
106cells/ml，亚硒酸钠的添加量为10-40mg/l。3.根据权利要求1所述的一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法，其特征在于，所述培养基中添加有机碳源，所述有机碳源为乙酸钠，浓度为50mmol/l。4.根据权利要求1所述的一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法，其特征在于，所述培养基为mcm培养基。5.根据权利要求1所述的一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法，其特征在于，小球藻在黑暗条件下培养。6.根据权利要求1所述的一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法，其特征在于，培养温度为25℃。7.根据权利要求1所述的一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法，其特征在于，培养过程中，在转速为150rpm的摇床上进行培养。

技术总结
本发明公开了一种提高小球藻功能性蛋白活性和含量的方法，包括在进行小球藻细胞异养培养时，向培养基中添加亚硒酸钠来提高小球藻功能性蛋白的活性和含量。本发明所公开的方法可以有效提高小球藻细胞内功能性蛋白尤其是谷胱甘肽过氧化物酶的活性和含量，有利于提高小球藻生产价值以及维持小球藻经济的可持续发展。发展。发展。


技术研发人员：刘建国 上官晶晶 杨娜
受保护的技术使用者：中国科学院海洋研究所
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/31