Forschung zur Hochdurchsatz-Nachweismethode von Lingzhi-Ergothionein
\nErgothionein (EGT), auch bekannt als 2-Thio-Lhistidin-Trimethyl-Innensalz, ist eine nat\u00fcrliche Aminos\u00e4ure, die in vielen Tieren und Pflanzen reichlich vorhanden ist. Sie wird nur in einigen Mikroorganismen (Actinomyceten, Streptomyceten), Pilzen und bestimmten Cyanobakterien synthetisiert und kann nicht von tierischen Organismen selbst hergestellt werden. Der menschliche K\u00f6rper kann EGT nur \u00fcber die Nahrung aufnehmen und hohe Konzentrationen von EGT in verschiedenen Zellen und Geweben durch den hochspezifischen neuen Typ-1-Transporter f\u00fcr organische Kationen (OCTN1) anreichern. EGT gilt als starkes Antioxidans, und Servillo et al. untersuchten seinen antioxidativen Mechanismus, wobei sie davon ausgingen, dass es einen einzigartigen Redox-Mechanismus besitzt, und schlugen eine einzigartige antioxidative Wirkung von EGT in Zellen vor. Das Standard-Oxidations-Reduktionspotenzial von EGT betr\u00e4gt -0,06 V, w\u00e4hrend das Potenzial anderer Thiole im Allgemeinen zwischen -0,32 V und -0,2 V liegt. Daher ist EGT bei physiologischen pH-Werten stabiler als andere Antioxidantien und weniger anf\u00e4llig f\u00fcr spontane Oxidation. Die Forschung hat gezeigt, dass EGT mehrere wichtige physiologische Funktionen hat, wie z. B. entz\u00fcndungshemmende Wirkungen; Zellschutzfunktion durch Schutz der DNA; antidepressive Funktion durch F\u00f6rderung der neuronalen Differenzierung und Neurogenese; Augenschutzfunktion durch Widerstand gegen oxidativen Stress; Herz-Kreislauf- und zerebrovaskul\u00e4re Schutzfunktion durch Unterbrechung der Expression von Adh\u00e4sionsmolek\u00fclen, die mit Atherosklerose in Zusammenhang stehen; EGT hat aufgrund seiner pr\u00e4ventiven und therapeutischen Wirkungen auf neurodegenerative Erkrankungen, die durch die Hemmung der Toxizit\u00e4t erreicht werden, und seiner inh\u00e4renten Sicherheit eine breite Palette von Anwendungsm\u00f6glichkeiten in Branchen wie Medizin, Lebensmittel und Kosmetik.<\/p>\n
Zu den Produktionsmethoden von EGT geh\u00f6ren die chemische Synthese, die Extraktion von Speisepilzen und die mikrobielle Fermentation. Aufgrund der hohen Kosten und des komplexen Prozesses der beiden erstgenannten Verfahren ist die Tiefenfermentation von Speisepilzhyphen derzeit die g\u00e4ngigste Methode der industriellen EGT-Produktion. Nat\u00fcrliche St\u00e4mme haben jedoch eine geringe EGT-Produktion, und es ist notwendig, durch Zuchttechniken ertragreiche industrielle EGT-St\u00e4mme zu z\u00fcchten. Zu den Methoden zur Z\u00fcchtung industrieller Speisepilzst\u00e4mme geh\u00f6ren Mutagenesez\u00fcchtung, Hybridisierungsz\u00fcchtung, gentechnische Z\u00fcchtung und Protoplastenfusionsz\u00fcchtung. Jede Z\u00fcchtungsmethode erfordert jedoch mehrere gro\u00df angelegte Tests zum EGT-Gehalt. Es sollte beachtet werden, dass die Bedeutung der EGT-Gehaltstests im Z\u00fcchtungsprozess eher darin besteht, den Gehalt zwischen verschiedenen Proben zu vergleichen. Zu den derzeitigen Nachweismethoden f\u00fcr EGT geh\u00f6ren Hochleistungsfl\u00fcssigkeitschromatographie, Hochleistungskapillarelektrophorese und D\u00fcnnschichtelektrophorese. Die am weitesten verbreitete Methode ist die Hochleistungsfl\u00fcssigkeitschromatografie, mit der der EGT-Gehalt in komplexen Materialsystemen genau nachgewiesen werden kann. Die Hochleistungs-Fl\u00fcssigkeitschromatographie hat jedoch offensichtliche M\u00e4ngel, d. h. es m\u00fcssen unterschiedliche Nachweisbedingungen f\u00fcr verschiedene Proben untersucht werden. Aufgrund der sp\u00e4ten Peakzeit von EGT und der teuren Standardproben kann das Screening von Proben mit hoher Ausbeute aus einer gro\u00dfen Anzahl von Proben in der Zucht zu langen Nachweiszeiten und hohen Kosten f\u00fchren, was die Entwicklung und Anwendungsforschung von EGT stark behindert. Daher ist es dringend erforderlich, ein schnelles Hochdurchsatz-Nachweisverfahren zu entwickeln, mit dem die EGT-Konzentration zwischen den Proben genau bestimmt werden kann.
\nAufgrund seiner starken antioxidativen Eigenschaften und seiner m\u00e4\u00dfigen Reduzierbarkeit zu zweiwertigen Eisenionen (die weder durch den Kontakt mit Luftsauerstoff beeintr\u00e4chtigt noch aufgrund der schwachen Reduzierbarkeit reduziert werden) kann EGT mit zweiwertigen Eisenionen reagieren und farblose Chelate bilden, w\u00e4hrend Thiocyanat-Ionen mit zweiwertigen Eisenionen reagieren und rote Komplexe bilden. Aufgrund dieser Eigenschaften wurde in dieser Studie Eisen-Thiocyanat als Reduktionsmittel ausgew\u00e4hlt, und der Ergotamin-Standard wurde zur Reaktion mit Eisen-Thiocyanat verwendet, um ein Hochdurchsatz-Nachweissystem f\u00fcr Ergotamin zu etablieren. Gleichzeitig wurde das Hochdurchsatz-Nachweissystem durch Variation der EGT-Ausbeuten verschiedener Ganoderma lucidum-St\u00e4mme validiert. Die Ergebnisse dieser Studie werden neue Methoden und Ideen f\u00fcr das Screening von ertragreichen EGT-Mikroorganismen und die Z\u00fcchtung neuer ertragreicher EGT-St\u00e4mme liefern.<\/p>\n
Aufgrund der stark reduzierenden physikalisch-chemischen Eigenschaften von Ergothionein wurden vor der Konstruktion des EGT-Thiocyanat-Eisen-Systems Versuche zur Konstruktion des alkalischen Kaliumpermanganat-Systems, des Bromkresolgr\u00fcn-Systems, des blauen Flaschen-Methylenblau-Systems, des Guajakol-Systems und des Eisenchlorid-EGT-Systems durchgef\u00fchrt. Die Ergebnisse zeigten, dass das alkalische Kaliumpermanganat-System aufgrund der geringen Stabilit\u00e4t scheiterte; die Farbentwicklung des Bromkresolgr\u00fcn-Systems scheiterte aufgrund der pH-Abh\u00e4ngigkeit; im blauen Flaschen-Methylenblau-System wird es aufgrund der starken Reduzierbarkeit des reduzierten Zustands von Methylenblau auch leicht zu Methylenblau oxidiert, wenn es mit Luftsauerstoff in Ber\u00fchrung kommt, was zum Scheitern des Experiments f\u00fchrt, ohne dass ein Ph\u00e4nomen auftritt; das Guajakol-System scheiterte ebenfalls aufgrund der starken Reduzierbarkeit und der St\u00f6rung durch den Sauerstoffkontakt; das Eisenchlorid-System scheiterte aufgrund der geringen Farbwiedergabe. Das EGT-Eisenthiocyanat-System kann f\u00fcr die Untersuchung von Hochdurchsatz-Nachweisverfahren f\u00fcr EGT verwendet werden.<\/p>\n
Bei der Konstruktion des EGT-Thiocyanat-Eisennachweissystems wurde festgestellt, dass R\u00fcckst\u00e4nde von phenolischen Substanzen in der Extraktionsl\u00f6sung die Farbreaktion des Systems beeintr\u00e4chtigen und seine Empfindlichkeit verringern w\u00fcrden, wenn die untersuchte Probe mit der \u00fcblichen EGT-Rohextraktionsmethode extrahiert wird, n\u00e4mlich mit Alkoholausf\u00e4llung und Stickstoffblasen bei konstantem Volumen. Daher muss der Rohextraktionsl\u00f6sung nach der Stickstoffblasextraktion mit konstantem Volumen ein Schritt zur Entfernung von Chloroformphenol hinzugef\u00fcgt werden.
\nGanoderma lucidum ist ein traditioneller und wertvoller Heilpilz in China, der verschiedene bioaktive Substanzen und physiologische Funktionen enth\u00e4lt. Sein Gehalt an Ergotionein ist unter den vielen Speisepilzen relativ hoch, aber als kommerziell produzierter Stamm ist sein Ertrag immer noch gering. Daher ist die Z\u00fcchtung eines neuen Stammes von Ganoderma lucidum mit hoher Ergothionein-Produktion von gro\u00dfer Bedeutung und praktischem Nutzen. Aus den oben genannten Gr\u00fcnden hat unser Labor eine Reihe von Pseudofusionsprodukten durch Protoplastenfusionsregeneration, Isolierung und Identifizierung gewonnen. Die Ganoderma lucidum-Fusionsprodukte, die bei der Validierung dieser Methode verwendet wurden, stammen alle aus dieser Quelle.
\nDie in dieser Studie entwickelte Methode basiert auf den physikalischen und chemischen Eigenschaften von EGT selbst, und das Nachweissystem ist empfindlich und stabil. Es eignet sich f\u00fcr den schnellen Vergleich gro\u00dfer Mengen von Proben im Z\u00fcchtungsprozess von EGT produzierenden industriellen Fermentationsst\u00e4mmen. Theoretisch ist nur eine einfache Optimierung der EGT-Probenextraktion erforderlich, um einen schnellen Hochdurchsatz-Nachweis des EGT-Gehalts in der gro\u00dfen Mehrheit der St\u00e4mme zu erreichen. Damit werden die Grenzen der urspr\u00fcnglichen EGT-Forschung \u00fcberwunden und neue Methoden und Ideen f\u00fcr die allgemeine Entwicklung und Anwendungsforschung von EGT bereitgestellt.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Research on High throughput Detection Method of Lingzhi Ergothionein Ergothioneine (EGT), also known as 2-thio-Lhistidine trimethyl inner salt, is a natural amino acid that is abundant in many animals and plants. It is only synthesized in some microorganisms (actinomycetes, streptomyces), fungi, and certain cyanobacteria, and cannot be synthesized by animal organisms themselves. The human body […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n