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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 一種蟲草金屬硫蛋白的生產(chǎn)方法
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 金屬硫蛋白是一種分子量較小、富含半胱氨酸的非酶蛋白質(zhì)，在生物制藥、保健品及化妝品等領(lǐng)域有廣泛用途。本項(xiàng)目研究開發(fā)了一種以蟲草為原料生產(chǎn)金屬硫蛋白的方法，首先在發(fā)酵液中添加適量濃度的Zn++，利用液體深層發(fā)酵技術(shù)大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)蟲草菌絲體，誘導(dǎo)菌絲體產(chǎn)生大量的金屬硫蛋白，然后收集菌絲體，經(jīng)分離純化獲得金屬硫蛋白。本項(xiàng)技術(shù)具有可連續(xù)批量、工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)，培養(yǎng)周期短，成本低，效益高的特點(diǎn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 金屬硫蛋白含有豐富的巰基，能螯合大量金屬離子，具有超強(qiáng)清除自由基、解除毒素、防止細(xì)胞癌變等功能。自1977年-2005年已專門召開五次國(guó)際專題會(huì)議，其結(jié)構(gòu)、功能已取得了巨大的成就，但由于其材料來(lái)源有限，提取工藝復(fù)雜，未得到廣泛使用。本項(xiàng)目研究開發(fā)了一種利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)，通過(guò)發(fā)酵蟲草屬真菌（同時(shí)添加適量Zn++誘導(dǎo)）得到其菌絲體并通過(guò)生物化學(xué)手段分離純化得到金屬硫蛋白的方法。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有培養(yǎng)周期短、成本低、效益高等特點(diǎn)，且消除了動(dòng)物來(lái)源的生化制品有傳染疾病的潛在隱患并可實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。由蟲草生產(chǎn)的金屬硫蛋白可廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、保健品和化妝品等領(lǐng)域。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1 作品發(fā)明的目的： 隨著對(duì)金屬硫蛋白(MT)結(jié)構(gòu)、功能等研究的深入，其用途日益擴(kuò)大，對(duì)其需求量也越來(lái)越大。目前國(guó)內(nèi)僅有幾家生產(chǎn)MT的廠家，主要從兔肝中提取，由于MT原料需求特別，且生產(chǎn)工藝復(fù)雜，導(dǎo)致目前MT產(chǎn)量不大且價(jià)格昂貴。所以迄今為止一直缺乏一種高產(chǎn)量、低成本、安全性高、適宜于規(guī)?；a(chǎn)MT的技術(shù)和方法。 2 基本思路： 本實(shí)驗(yàn)室在對(duì)蟲草屬真菌的長(zhǎng)期研究中發(fā)現(xiàn)，一些蟲草屬真菌對(duì)于鋅離子和錳離子有超強(qiáng)耐性和富集特性。我們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，蟲草真菌對(duì)于鋅、錳的解毒機(jī)制之一是誘導(dǎo)產(chǎn)生了大量的金屬硫蛋白，來(lái)螯合胞內(nèi)游離的鋅、錳離子。經(jīng)測(cè)定，菌絲體中金屬硫蛋白的含量遠(yuǎn)高于兔肝中誘導(dǎo)產(chǎn)生的金屬硫蛋白的量。 3 項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn) 本項(xiàng)目解決了金屬硫蛋白的生產(chǎn)源問(wèn)題，以液態(tài)深層發(fā)酵法生產(chǎn)金屬硫蛋白，比起兔肝法生產(chǎn)工藝，具有易于工業(yè)化、生產(chǎn)周期短、成本低、無(wú)動(dòng)物制品的潛在傳染疾病危險(xiǎn)等優(yōu)勢(shì)。 4 技術(shù)關(guān)鍵與主要技術(shù)指標(biāo) 4.1技術(shù)關(guān)鍵：高產(chǎn)MT菌株的選育與MT分離純化工藝的探究。 4.2 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、選育出2株MT產(chǎn)生能力高、易培養(yǎng)的蛹蟲草菌株和九州蟲草菌株。 2、通過(guò)培養(yǎng)條件優(yōu)化，獲得了搖瓶培養(yǎng)產(chǎn)生MT的最佳參數(shù)組合。 3、發(fā)酵罐放大實(shí)驗(yàn)。完成了20L罐規(guī)模進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)。 4、菌絲體中金屬硫蛋白的產(chǎn)量達(dá)到養(yǎng)兔法生產(chǎn)兔肝中金屬硫蛋白產(chǎn)量的4倍以上。 5、金屬硫蛋白提取率85%以上，純度達(dá)到90%以上。 6、得到了適于分離蟲草屬真菌金屬硫蛋白的生產(chǎn)工藝。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 蟲草屬真菌產(chǎn)生金屬硫蛋白的高能力，可以解決金屬硫蛋白產(chǎn)生源的問(wèn)題。蟲草菌絲體可利用液體深層發(fā)酵工藝，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)金屬硫蛋白。本發(fā)明具有生產(chǎn)周期短，金屬硫蛋白產(chǎn)率高，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。 同已有技術(shù)相比生產(chǎn)金屬硫蛋白具有周期短，產(chǎn)率高（菌絲體中金屬硫蛋白的產(chǎn)量達(dá)到養(yǎng)兔法生產(chǎn)兔肝中金屬硫蛋白產(chǎn)量的4倍以上）；并解決了原有技術(shù)用動(dòng)物成本高、來(lái)源少的難題；不受自然條件的影響。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)所有權(quán)有償轉(zhuǎn)讓，合作開發(fā)
作品可展示的形式
- 樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本項(xiàng)目研究開發(fā)了一種以蟲草金屬硫蛋白的方法，首先在發(fā)酵液中添加適量濃度的硫酸鋅，利用液態(tài)深層發(fā)酵法誘導(dǎo)菌絲體產(chǎn)生大量的金屬硫蛋白,然后收集菌絲體，經(jīng)分離純化獲得金屬硫蛋白。本項(xiàng)技術(shù)具有可連續(xù)批量、工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)，培養(yǎng)周期短，成本低，效益高的特點(diǎn)。 金屬硫蛋白具有超強(qiáng)的清除自由基的能力，已被用于化妝品、保健品和醫(yī)藥等領(lǐng)域。本發(fā)明大大降低了生產(chǎn)成本，金屬硫蛋白的使用有望能得到推廣。 目前國(guó)內(nèi)僅有幾家生產(chǎn)MT的廠家，主要從兔肝中提取，由于MT原料需求特別，且生產(chǎn)工藝復(fù)雜，目前MT產(chǎn)量不大，價(jià)格昂貴。在國(guó)際市場(chǎng)上，金屬硫蛋白每毫克售價(jià)高達(dá)66美元，在國(guó)內(nèi)售價(jià)10-15元/mg，具有極為廣闊的市場(chǎng)空間與利潤(rùn)空間。 過(guò)去的四年中MT每年的產(chǎn)量呈二位數(shù)增長(zhǎng)幅度，而這個(gè)增長(zhǎng)幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足MT市場(chǎng)需求量的增長(zhǎng)幅度。根據(jù)MT在化妝品、保健品和新醫(yī)藥等三個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展情況，近期內(nèi)需求為每年1100-1500Kg，中長(zhǎng)期考慮需求量為每年6000Kg左右。該產(chǎn)品需求量極大，有幾十億元的市場(chǎng)空間。
同類課題研究水平概述
- 自金屬硫蛋白1957年發(fā)現(xiàn)以來(lái),世界上已先后召開了五次金屬硫蛋白國(guó)際專題會(huì)議，關(guān)于其結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能的探究已取得了豐碩的成果，其具有清除體內(nèi)自由基、防止機(jī)體衰老；解除重金屬毒素；參與微量元素儲(chǔ)存、運(yùn)輸和代謝；增強(qiáng)人體對(duì)各種不良狀態(tài)的適應(yīng)能力；鋅元素貯存庫(kù)；防止細(xì)胞癌變；抗輻射；護(hù)膚美容（功效是SOD的1000—10000倍）等功能。 由于MT有超強(qiáng)的清除自由基能力，富MT的化妝品將會(huì)比富SOD的同類產(chǎn)品具有更好的美容效果及抗輻射作用，同時(shí)用MT生產(chǎn)的藥物或保健品將會(huì)非常有效地增強(qiáng)機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng)和抵抗力，為心血管疾病、糖尿病的治療提供一種新的途徑。在腫瘤預(yù)防和治療中，MT可抵抗重金屬和烷化劑的致癌、致突變作用。隨著人們對(duì)MT研究的深入，用MT治療腫瘤可望成為一種有效手段。因此,MT具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)潛力。 現(xiàn)在關(guān)于金屬硫蛋白的結(jié)構(gòu)，功能研究已取得了豐碩的成果，但其生產(chǎn)源問(wèn)題一直沒有得到解決。目前國(guó)際上僅有幾家生產(chǎn)MT的廠家，主要從兔肝和轉(zhuǎn)基因工程菌中提取，由于MT原料需求特別，且生產(chǎn)工藝復(fù)雜，目前MT產(chǎn)量不大，價(jià)格昂貴。在國(guó)際市場(chǎng)上，金屬硫蛋白每毫克售價(jià)高達(dá)66美元，在國(guó)內(nèi)售價(jià)10-15元/mg(純度低,非醫(yī)藥用)。因此金屬硫蛋白的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)具有良好的社會(huì)效應(yīng)和巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。
