【第一參賽人/留學人員】呂穎
【留學國家】澳大利亞
【技術領域】生物技術與大健康
【參賽屆次】第7屆
【所獲獎項】入圍
【項目簡介】
步入中年后，人體中輔酶（NAD+）數量急劇減少,僅為年輕時的數分之一，由此觸發體內各種衰老的癥狀如記憶力衰退、心血管功能弱化、免疫力低落、睡眠質量差、精力下降、便秘、脫發和食欲不振等等情況。近3—4年來國際上最權威的學術雜志Science,Nature,Cell持續不斷發表人體和動物研究，反復證明補充NMN可有效地增加和恢復體內輔酶水平。本項目團隊現已研發出國際領先的量產NMN植物反應器生產技術。煙酰胺腺嘌呤雙核苷酸（Nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）：是維持人體細胞正常運作的重要輔酶之一，參與上千種生物催化反應。同時，NAD+還是維持長壽蛋白、修復DNA和維持免疫體系正常功能的關鍵。隨著人年齡的增長，NAD+的數量急劇減少。如果不能及時和足夠的補充NAD+，就會導致細胞功能下降，從而引發衰老、記憶力衰退、血糖增加以及新陳代謝失調等多種問題。本項目所需要用到的MNM制備大多采用的是生物催化法，本項目針對現有生物催化法存在的步驟復雜、純度和收率低的缺陷，有專利研發了植物反應器法制備β-NMN技術，使得成本僅為同行業的十分之一不到。該方法綠色環保，以較低的成本在較短的周期生產出高純度的β-NMN產品，因此已經成為各大醫藥公司競爭的研究熱點。例如基因港公司利用其發明的全酶法工藝以低成本有效提高β-NMN產量，所制備的β-NMN產品在市場上極具競爭力。該方法在ATP等磷酸供體存在下，以煙酰胺核糖為底物，在煙酰胺核糖激酶和/或含有煙酰胺核糖激酶的重組細胞的催化下反應生成β-NMN。主要步驟如下：（1）利用生物信息學、分子克隆技術以及基因工程技術將編碼煙酰胺核糖激酶的基因序列克隆到表達載體（pET30a等），得到重組質粒；（2）將重組質粒轉化進入大腸桿菌BL21（DE3）中，得到表達煙酰胺核糖激酶的重組大腸桿菌表達菌株；（3）將重組表達菌株接種到液體LB培養基中培養，IPTG誘導目的蛋白表達后收集細胞，即為含有煙酰胺核糖激酶的重組細胞；（4）將反應所用的煙酰胺核糖、ATP以及含有煙酰胺核糖激酶的重組細胞加入到反應釜中，混合均勻后，置于設定溫度下，攪拌反應。反應完成后通過樹脂分離提純后即可獲得純度高達95%以上的β-NMN產品。此外，還有專利研究發明了更為簡單的一步酶法制備β-NMN：即在ATP存在下，以D-5-磷酸核糖和煙酰胺為底物，用固定化含有磷酸焦磷酸合成酶（PRPPs）和煙酰胺磷酸核糖轉移酶（Nampt）的基因工程菌全細胞催化，一步實現β-NMN的生物合成。該方法的核心是利用分子生物學技術，將兩個酶（PRPPs和Nampt）同時克隆到一個細胞中，得到共表達細胞，然后將共表達細胞進行固定化，得以實現固定化全細胞催化生成β-NMN，同時固定化全細胞可以反復利用，從而進一步降低生產成本，突顯生物催化路線的優勢。
【展開】
【收起】