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藻藍(lán)膽素(PCB)是藻類中特有的一種捕光色素，具有抗氧化、消炎等多種功效。目前藻藍(lán)膽素主要的獲取途徑是從螺旋藻中天然提取，由于螺旋藻培養(yǎng)周期長(zhǎng)、占地廣，且自身含有較多其他色素，從而導(dǎo)致分離困難，藻藍(lán)膽素在市場(chǎng)上的價(jià)格也居高不下。本文克隆了藻藍(lán)膽素合成關(guān)鍵酶基因，并將其在大腸桿菌體內(nèi)進(jìn)行組合表達(dá)，利用大腸桿菌自身血紅素為底物，催化合成藻藍(lán)膽素。

藻藍(lán)膽素是存在于紅藻及藍(lán)藻中的一種光合作用輔助色素，主要在光合作用中起吸收及傳遞光能的作用。作為膽紅素的衍生物，藻藍(lán)膽素目前已被證明具有抗氧化、清除羥自由基以及氧自由基、保護(hù)生物膜免受氧化傷害、以及消炎等多種功效。最新研究證據(jù)發(fā)現(xiàn)，藻藍(lán)膽素在細(xì)胞內(nèi)可以被血紅素還原酶還原而轉(zhuǎn)化為血紅素，進(jìn)而反饋抑制由氧化損傷引起的NADPH氧化酶的過量表達(dá)，對(duì)于Gilbert綜合癥等由氧化損傷引起的疾病起到很好的療效。同時(shí)藻藍(lán)膽素還可以作為優(yōu)良的熒光探針和食用天然色素，在醫(yī)藥、食品保健等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，目前國(guó)內(nèi)外獲得藻藍(lán)膽素的方法主要是從螺旋藻中天然提取。該方法提取工藝復(fù)雜，難以獲得高純度的藻藍(lán)膽素，且螺旋藻培養(yǎng)周期較長(zhǎng)，生長(zhǎng)密度低，需要占用大面積土地，因此導(dǎo)致市場(chǎng)上高純度藻藍(lán)膽素價(jià)格較高，主要依賴于從美國(guó)進(jìn)口，尚不適合作為醫(yī)療保健品廣泛應(yīng)用。本課題在詳細(xì)分析螺旋藻藻藍(lán)膽素生物合成途徑的基礎(chǔ)上，克隆得到了藻藍(lán)膽素合成途徑中的兩個(gè)關(guān)鍵酶基因，并利用基因組合表達(dá)技術(shù)，將其在大腸桿菌中進(jìn)行組合表達(dá)，以大腸桿菌自身血紅素為底物，高效催化合成藻藍(lán)膽素。從而可以利用廉價(jià)的培養(yǎng)基，高密度培養(yǎng)藻藍(lán)膽素生產(chǎn)工程菌株，實(shí)現(xiàn)了藻藍(lán)膽素的高效生產(chǎn)。該方法無需昂貴的設(shè)備和生產(chǎn)場(chǎng)地，下游提取純化過程簡(jiǎn)單，大大降低了高純度藻藍(lán)膽素的生產(chǎn)成本，從而為藻藍(lán)膽素作為抗氧化藥物的開發(fā)利用奠定了重要基礎(chǔ)。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎(jiǎng)
已獲得專利申請(qǐng)?zhí)?，還有部分抗氧化活性實(shí)驗(yàn)尚正在進(jìn)行，論文正在整理中。

已獲得第十二屆“挑戰(zhàn)杯”山東省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)。