Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thu nhận Coenzyme Q10 từ chủng Agrobacterium tumefaciens tái tổ hợp

Mục tiêu nghiên cứu của luận án: Nghiên cứu tạo chủng A. tumefaciens tái tổ hợp sinh tổng hợp Coenzyme Q10; nghiên cứu quy trình công nghệ thu nhận Coenzyme Q10; ứng dụng Coenzyme Q10 vào sản xuất một số sản phẩm thực phẩm chức năng. Sau đây là bản tóm tắt luận án.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thu nhận Coenzyme Q10 từ chủng Agrobacterium tumefaciens tái tổ hợp MỞ ĐẦU Ubiquinone-10 hay Coenzyme Q10 (CoQ10), là một trong những loại coenzymetham gia vào chuỗi vận chuyển điện tử ở cả prokaryote và eukaryote. CoQ10 có vaitrò quan trọng trong việc sản xuất ra ATP - nguồn năng lượng sinh học của cơ thể.CoQ10 ngày càng được sử dụng nhiều làm nguồn thực phẩm chức năng, giúp cảithiện sức khỏe và được đưa vào các mỹ phẩm làm đẹp như một chất chống oxy hóa,chống lão hóa; ứng dụng trong y tế nhằm ngăn ngừa ung thư, điều trị nhiều bệnh vềtim mạch, tiểu đường, Parkinson, tăng hệ thống miễn dịch, giảm huyết áp... Với nhiều ứng dụng có lợi như vậy nên nhu cầu về CoQ10 ngày một tăng lên. Đểđáp ứng nhu cầu đó đã có nhiều giải pháp được đưa ra như tổng hợp hóa học, bántổng hợp và công nghệ sinh học. Do CoQ10 có cấu trúc phức tạp nên hiện nayCoQ10 được sản xuất chủ yếu bằng con đường lên men nhờ vi khuẩn nhưAgrobacterium tumefaciens, Escherichia. coli, Sporobolomyces salmonicolor,Rhodobacter sphaeroides, Paracoccus denitrificans… A. tumefaciens là một trong những vi khuẩn đang được sử dụng để sản xuấtCoQ10 hiện nay do chúng có nhiều ưu điểm như có hàm lượng CoQ10 tương đối caoso với các vi sinh vật khác, chỉ tổng hợp CoQ10, môi trường nuôi đơn giản, rẻ tiền,phù hợp sản xuất ở quy mô công nghiệp..Xuất phát từ những cơ sở lý luận và thựctiễn nêu trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu thu nhậnCoenzyme Q10 từ chủng Agrobacterium tumefaciens tái tổ hợp”  Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu tạo chủng A. tumefaciens tái tổ hợp sinh tổng hợp Coenzyme Q10. - Nghiên cứu quy trình công nghệ thu nhận Coenzyme Q10. - Ứng dụng Coenzyme Q10 vào sản xuất một số sản phẩm thực phẩm chức năng.  Nội dung nghiên cứu - Phân lập, tuyển chọn chủng A. tumefaciens sinh tổng hợp Coenzyme Q10. - Nghiên cứu tạo chủng A. tumefaciens tái tổ hợp sinh tổng hợp CoenzymeQ10. - Nghiên cứu thu nhận Coenzyme Q10 và xác định đặc tính của Coenzyme Q10 từ chủng A. tumefaciens tái tổ hợp. - Khảo sát khả năng ứng dụng của Coenzyme Q10 trong sản xuất sản phẩm thực phẩm chức năng dưới dạng viên nang.  Những đóng góp mới của luận án - Đã phân lập và tuyển chọn được chủng A. tumefaciens TT4 sinh tổng hợp CoQ10 cao. 1 - Đã tách dòng và giải trình tự được 2 gen dps và dxs mã hóa cho 2 enzyme chìa khóa của con đường sinh tổng hợp CoQ10 từ chủng A. tumefaciens TT4 phân lập ở VN và tạo được chủng A. tumefaciens tái tổ hợp mang 2 gen trên cho năng suất sinh tổng hợp CoQ10 cao. - Xây dựng quy trình tách chiết CoQ10 từ A. tumefaciens. - Bước đầu ứng dụng Coenzyme Q10 trong sản xuất sản phẩm thực phẩm chức năng dưới dạng viên nang.  Bố cục của luận án - Luận án được trình bày trong 123 trang: mở đầu (2 trang), tổng quan tài liệu (32 trang), vật liệu và phương pháp nghiên cứu (20 trang), kết quả và thảo luận (58 trang với 11 bảng, 50 hình), kết luận và kiến nghị 1 trang), danh mục các công trình đã công bố (1 trang) và tài liệu tham khảo (9 trang với 4 tài liệu tiếng Việt và 107 tài liệu tiếng Anh). CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN1.1. Cấu tạo Coenzyme Q101.2. Nguồn thu Coenzyme Q10 1.2.1. Tổng hợp hóa học 1.2.2. Coenzyme Q10 từ động vật, thực vật 1.2.3. Coenzyme Q10 từ vi sinh vật1.3.Con đường tổng hợp Coenzyme Q10 từ vi sinh vật1.4. Lên men sinh tổng hợp Coenzyme Q10 từ A. tumefaciens 1.4.1. Ảnh hưởng của nguồn cacbon và nồng độ cacbon 1.4.2. Ảnh hưởng của nguồn nitơ và nồng độ nitơ 1.4.3. Ảnh hưởng của nguồn khoáng 1.4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ 1.4.5. Ảnh hưởng của pH 1.4.6. Ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan1.5. Kỹ thuật lên men sinh tổng hợp Coenzyme Q10 1.5.1. Lên men gián đoạn 1.5.2. Lên men gián đoạn có bổ sung dinh dưỡng (Fed – batch)1.6. Tách chiết và đặc tính Coenzyme Q10 1.6.1. Tách chiết Coenzyme Q10 1.6.2. Tinh sạch Coenzyme Q10 1.6.3. Đặc tính của Coenzyme Q101.7. Cải biến chủng vi sinh vật sinh tổng hợp Coenzyme Q10 1.7.1. Đột biến chủng 1.7.2. Chủng tái tổ hợp1.8. Vai trò và ứng dụng của Coenzyme Q10 1.8.1. Vai trò của Coenzyme Q10 1.8.2. Ứng dụng của Coenzyme Q10 2 CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. VẬT LIỆU Các mẫu nốt sần cây hoa hồng được thu thập từ Tây Tựu và Mê Linh, Hà Nội. Chủng A. tumefaciens EHA105 từ Viện Công nghệ Sinh học, VAST. Các cặp mồi được sử dụng trong nghiên cứu tách dòng và biểu hiện: Mồi xuôi (DpsF): 5’-ATAGAGCTCATTGCCGCGCAAGGCGTCAGTT-3’; Mồi ngược (DpsR): 5’-TTTGGATCCTCAGTTGAGACGCTCGATGCA-3’. Mồi xuôi (DxsF): 5’-TAAGGATCCACGCATAGAACAGGCCAAAC-3’; Mồi ngược (DxsR): 5’-ATTGTCGACTCAGCCGGCGAAACCGACGC-3’; Cặp mồi 16 S được sử dụng trong giải trình tự: Mồi xuôi 27F: 5’-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3’; Mồi ngược 1492R: 5’TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3’. Các plasmid được sử dụng trong nghiên cứu: pJet1.2/Blunt (Thermo Scientific, Mỹ), pCAMBIA1301 (Viện Công nghệ Sinh học, VAST.)2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp phân lập và tuyển chọn chủng A. tumefaciens sinh tổng hợp CoQ10 theo Islam (2010). - Nuôi cấy chìm chủng A. tumefaciens DPXS12 sinh tổng hợp Coenzyme Q10. - Tách chiết DNA tổng số, DNA plasmid từ vi khuẩn, khuếch đại gen dps, dxs, 16S bằng kỹ thuật sốc nhiệt, biến nạp DNA plasmid vào E. Coli bằng sốc nhiệt,...theo Sambrook và Russel (2001). - Phương pháp biến nạp plasmid vào A. tumefaciens bằng phương pháp xung điện. - Phương pháp tách chiết CoQ10 từ A. tumefaciens theo Ranadive (2011). - Xác định hàm lượng CoQ10 bằng phương pháp Craven. - Phương pháp phân tích Coenzyme Q10 bằng HPLC. - Phương pháp tạo phức β-cyclodextrin - CoQ10 theo Fir và cộng sự (2009). - Phương pháp xác định hoạt tính sinh học của CoQ10 theo Fir (2009), Hisa và ...