[发明专利]优化调控培养条件获得高含量藻红蛋白的坛紫菜丝状藻体

说明书

技术领域

本发明属于海藻资源高值化开发利用技术领域，具体是涉及一种利用在优化的调控培养条件情况下，培养出具有高含量藻红蛋白的紫菜丝状藻体的技术方法。

背景技术

海洋藻类资源及天然活性产物的高值化开发和利用是当今海洋生物科学研究的重要主题。在海洋生态系统中，光合色素对于所有光合作用的自营养型生物是至关重要的。各种海洋植物、藻类能通过自身存在的光合系统，有效地利用环境中的CO₂，即海藻的光合色素能把CO₂转化为有机物并释放氧气，它们是海洋中其它生物赖以生存、持续发展的基础。海洋红藻和蓝藻，除了含有植物常见的叶绿素a外，还含有一类特殊的辅助性采光色素，称为藻胆蛋白(Phycobiliprotein)，主要包括藻红蛋白(Phycoerythrin，PE)，藻蓝蛋白(Phycocyanin，PC)和别藻蓝蛋白(Allo-phycocyanin，APC)。

红藻和蓝藻所特有的藻胆蛋白，最早是由Esenbeck于1836年首次发现的。长期以来，国内外的许多科研人员已对各种海洋藻类藻胆蛋白的分子结构特点、光谱吸收特征、光合生理以及它们在光合过程中的作用等方面进行过大量的理论性研究，而且在探索藻胆蛋白的应用性研究方面也做了许多的探索。相关的研究表明，藻胆蛋白在临床医学诊断、免疫化学及生物工程等研究领域具有广泛的应用价值。它们可作为单克隆物与特异的抗体发生耦合作用，当这种结合态抗体附到细胞或组织的特异受体位点时，很容易通过它们发出的特异性荧光而进行跟踪观察，可作为效果良好的生物性示踪物，而且这种结合态物对生物体本身无任何毒性副作用和损害，这是放射性物以及其他一些化学染料示踪法所根本无法相比的，其它潜在的应用还包括DNA探针的荧光标志，分子物和细胞的荧光免疫测试。藻胆蛋白也可和其它生物性大分子物或非生物性大分子物耦合，例如酶，其它蛋白质物，多肽，激子，核酸，药物，维生子等，因此在分子或细胞水平上，对研究分子的转移、代谢，疾病的诊断和治疗方面，具有重要的开发、应用价值。

最近的研究表明，藻胆蛋白可作为有效的光敏剂，用于治疗肿瘤、癌症等。已有许多报道指出，藻胆蛋白能有效清除体内的各种有害自由基，提高机体免疫力，具有抗辐射、抗衰老、抗肿瘤作用，其产品市场大，是目前极有发展潜力的健康保健品。另外，藻胆蛋白也可作为添加剂，广泛应用于各类食品和化妆品行业。根据全球生物化学产品最大的供应商Sigma公司的标价，高纯度的藻胆蛋白目前的市场售价已达75-500美元/毫克不等，而某些生物分子与藻胆蛋白结合物的现成品的售价更高。据统计，这类产品目前在国际市场上大约有超过100亿美元的市场机会。因此，随着藻胆蛋白的价值逐步为人们所认识，藻胆蛋白的开发利用已成为研发的热点，但昂贵的价格成为制约其开发利用的瓶颈。

如何高效获取藻红蛋白主要取决于如下几个方面：用于分离提取藻红蛋白所需的藻源材料是否容易得到，藻源材料的藻红蛋白含量高低，分离提取方法步骤的难易程度，藻源材料中存在的干扰分离纯化成分量的多少等方面。目前，能利用于分离提取藻红蛋白的藻源材料虽然有许多种，例如紫菜叶状体，红毛藻，石花菜，麒麟菜，江篱，叉枝藻，角叉藻，多管藻等，但这些藻普遍存在藻红蛋白含量较低、干扰物多等问题，而且几种藻胆蛋白的混杂存在，加大了获取单一型藻红蛋白的困难，造成藻红蛋白分离纯化的程序和步骤繁琐复杂，且萃取、回收率低，成本高。有些用于分离提取藻红蛋白的藻源材料很不容易获取，例如珊瑚藻。紫菜叶状体作为分离提取藻红蛋白的材料，虽然来源方便，但紫菜经加工后本身就已经是一种好商品，若用来分离提取藻红蛋白，就要耗费大量紫菜(因紫菜叶状体藻红蛋白含量低)，分离提取藻红蛋白后，紫菜就失去利用价值，而且大量的废渣容易造成环境问题，另外，紫菜叶状体存在的大量胞外产物(例如粘多糖等)，也很不利于藻红蛋白的分离提取。

发明内容