Nghiên cứu tạo chủng escherichia coli có khả năng sản xuất vanillin từ axit ferulic

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC MA THỊ TRANG NGHIÊN CỨU TẠO CHỦNG ESCHERICHIA COLI CÓ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT VANILLIN TỪ AXIT FERULIC LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG Thái Nguyên - 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC MA THỊ TRANG NGHIÊN CỨU TẠO CHỦNG ESCHERICHIA COLI CÓ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT VANILLIN TỪ AXIT FERULIC Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60.42.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG Người hướng dẫn khoa học: TS Dương Văn Cường Thái Nguyên - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu hướng dẫn TS Dương Văn Cường môn Sinh học phân tử công nghệ gen, Viện Khoa học sống, Đại học Thái Nguyên Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Mọi thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Thái Nguyên, ngày 14 tháng năm 2016 Tác giả luận văn Ma Thị Trang ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới TS Dương Văn Cường hướng dẫn bảo tận tình suốt trình nghiên cứu, thực hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ Tôi xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Viện Khoa học sống, thầy cô môn Sinh học phân tử công nghệ gen tạo điều kiện giúp đỡ tốt để hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn thầy cô giáo khoa Khoa học sống, trường Đại học Khoa học – Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ thời gian tơi học tập hồn thành khóa học Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng nghiệp bạn bè ln động viên, khích lệ, chia sẻ khó khan tơi suốt q trình học tập nghiên cứu hoàn thiện luận văn Thái nguyên, ngày 14 tháng 10 năm 2016 Tác giả luận văn Ma Thị Trang iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài .2 Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài .3 4.1 Ý nghĩa khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu vanillin 1.1.1 Nguồn gốc 1.1.2 Cấu trúc, đặc điểm lí hóa 1.1.3 Đặc tính sinh học 1.1.4 Vai trò vanillin công nghiệp đời sống 1.2 Các đường sinh tổng hợp vanillin 10 1.2.1 Con đường sinh tổng hợp vanillin thực vật 10 1.2.2 Con đường sinh tổng hợp vanillin từ axit ferulic vi sinh vật 10 1.3 Các phương pháp sản xuất vanillin 15 1.3.1 Phương pháp tách chiết vanillin từ thực vật 15 1.3.2 Sản xuất vanillin tổng hợp hoá học 16 1.3.3 Sản xuất vanillin ứng dụng công nghệ sinh học 18 1.4 Tiềm ứng dụng công nghệ ADN tái tổ hợp sản xuất vanillin 21 1.4.1 Các gene mã hóa enzyme sinh tổng hợp vanillin từ axit ferulic 21 iv 1.4.2.Vi khuẩn E coli khả sử dụng làm vật chủ sản xuất vanillin 23 1.5 Tình hình nghiên cứu sản xuất vanillin ứng dụng cơng nghệ ADN tái tổ hợp nước ngồi nước 26 1.5.1 Tình hình nghiên cứu giới .26 1.5.2 Các nghiên cứu nước 29 Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Vật liệu nghiên cứu 30 2.1.1 Các chủng vi sinh vật 30 2.1.2 Các vector tách dòng biểu tảng 30 2.1.3 Mồi khuếch đại gene gltA, fcs ech 35 2.1.4 Hóa chất 36 2.1.5 Thiết bị 37 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 37 2.3 Nội dung nghiên cứu 38 2.4 Phương pháp nghiên cứu 38 2.4.1 Quy trình tách dịng gene thiết kế vector biểu 38 2.4.2 Nhân gene đích PCR 41 2.4.3 Điện di gel agarose 42 2.4.4 Tách chiết ADN plasmid 43 2.4.5 Lập đồ giới hạn 44 2.4.6 Thu nhận ADN từ gel agarose 45 2.4.7 Nối ADN ADN ligase 46 2.4.8 Chuẩn bị tế bào khả biến 46 2.4.9 Biến nạp ADN vào E coli khả biến .47 2.4.10 Xác định trình tự nucleotide .47 2.4.11 Phân tích trình tự gene tách dòng 48 2.4.12 Nuôi E coli sinh tổng hợp vanillin từ axit ferulic 48 2.4.13 Lên men sinh tổng hợp vanillin từ chất axit ferulic 49 2.4.14.Phân tích vanillin axit ferulic HPLC 50 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 3.1 Tách dòng giải trình tự gene mã hóa enzyme xúc tác đường sinh tổng hợp vanillin từ axit ferulic 51 v 3.1.1 Tách dịng giải trình tự gene gltA từ E coli DH5α 51 3.1.2 Tách dịng giải trình tự gene ech từ Pseudomonas fluorescens VTCC-B-668 55 3.1.3 Tách dịng giải trình tự gene fcs từ từ Amycolatopsis sp HR104 60 3.2 Thiết kế vector biểu chứa gene gltA, ech, fcs tảng vector pET22b+ 65 3.2.1 Chuyển gene gltA từ pTZ-gltA sang pET22b+ tạo vector tái tổ hợp pET22-G 65 3.2.2 Chuyển gene ech từ pTZ-ech sang pET22-G tạo vector tái tổ hợp pET22-GE 68 3.2.3 Chuyển gene fcs từ pTZ-fcs sang pET22-GE tạo vector tái tổ hợp pET22-GEF 71 3.3.1 Chuyển gene fcs từ pTZ-fcs sang vector pRSET tạo vector pRSET-F 72 3.3.2 Chuyển cụm hai gene gltA ech từ pET22-GE sang pRSET-F tạo vector tái tổ hợp pRSET-GEF 73 3.4 Sinh tổng hợp vanillin từ axit fefulic sử dụng E coli tái tổ hợp làm tế bào chủ 75 3.4.1 Ảnh hưởng nồng độ axit ferulic đến sinh trưởng E coli 75 3.4.2 Xác định axit ferulic tồn dư vanillin tổng hợp hệ thống pET22 .76 3.5 Ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy lên suất sinh tổng hợp vanillin 77 3.5.1 Ảnh hưởng thời gian nuôi cấy .77 3.5.2 So sánh môi trường LB, M9 2YT .78 3.5.3 Ảnh hưởng nồng độ chất cảm ứng IPTG .79 3.6 So sánh hiệu suất sinh tổng hợp vanillin hai hệ vector pET22 pRSET 80 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 4.1 Kết luận 82 4.2 Kiến nghị 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 vi DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT 4-CL : 4-hydroxycinnamate-CoA ligase ATP : Adenosine triphosphate Bp : Base pair CCl4 : Carbon tetrachloride CoA : Coenzyme Acetoacetyl ĐHQGHN : Đại học quốc gia Hà Nội ADN : Deoxyribonucleic acid ADN-PK : ADN protein kinase ADN-PK : ADN protein kinase dNTP : Deoxyribonucleotide triphosphate E coli : Escherichia coli EDTA : Etilenduamin tetraacetic acid HCLC : 4-hydroxycinnamate CoA-hydratase/lyase IPTG : Isopropy Thyogalactoside Kb : Kilo base LB : Lauria Broth NCBI : NationCenter for Biotechnology Information PCR : Polymerase Chain Reaction SDS : Sodium doecyl sulfat TAE : Tris acetate EDTA TCA : Tricarboxylic acid VAO : Vanillyl alcohol oxidase X-gal : 5-bromo-4chloro-3indoly-β-D-galactoside vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Các đặc tính hóa lí vanillin .5 Bảng 2.2: Mức độ sử dụng vanillin hạng mục thực phẩm .8 Bảng 2.3: Hàm lượng vanillin có mặt hàng thực phẩm mỹ phẩm Bảng 2.4: Các chủng vi sinh vật với khả sản xuất vanillin 20 Bảng 3.1: Các thành phần vector pTZ57R/T 32 Bảng 3.2: Các thành phần vector pRSET – A 33 Bảng 3.3: Các thành phần vector pET22b (+) 34 Bảng 3.4: Trình tự mồi khuếch đại gene 35 Bảng 3.5: Danh mục thiết bị 37 Bảng 3.6: Thành phần phản ứng PCR 41 Bảng 3.7: Thành phần phản ứng cắt enzyme 45 Bảng 3.8: Thành phần phản ứng nối 46 Bảng 3.9: Chương trình chạy HPLC phân tích axit ferulic vanillin 50 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ phân bố vanilla giới Hình 1.2: Công thức cấu tạo vanillin vanillin dạng bột Hình 1.3: Con đường Non-β-oxidative deacetylation (CoA dependent) Hình 1.4: Con đường β-oxidative deacetylation (CoA-dependent) Hình 1.5: Con đường Non-oxidation decarboxylataion Hình 1.6: Con đường CoA-Independent Deacetylation Hình 1.7: Con đường Side-Chain Reductive Hình 1.8: Thứ tự phản ứng tổng hợp vanillin từ guaiacol (Kirk & Othmer, 1983) Hình 1.9: Con đường phân hủy axit ferulic Pseudomonas fluorescens BF13 (Calisti et al., 2008) Hình 1.10: Con đường sinh tổng hợp vanillin từ axit ferulic (Yoon et al., 2005) Hình 1.11: Sơ đồ đường tái sử dụng CoA từ acety-CoA (Lee et al., 2009) Hình 2.1: Cấu trúc vector tách dòng pTZ57R/T Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc vector pRSET-A Hình 2.3: Cấu trúc vector biểu pET22b(+) Hình 2.4: Sơ đồ quy trình tách dịng gene gltA, ech, fcs từ E.coli DH5 , 39 Hình 2.5: Sơ đồ quy trình thiết kế vector biểu chứa gene Hình 2.6: Chu trình nhiệt phản ứng PCR khuếch đại gene ech Hình 2.7: Chu trình nhiệt phản ứng PCR khuếch đại gene fcs Hình 3.1: Sản phẩm PCR gene gltA (A), sản phẩm PCR sau tinh (B) ADN plasmid dòng khuẩn lạc màu trắng Hình 3.2: Plasmid tái tổ hợp có khả mang gene gltA cắt enzyme NcoI Hình 3.3: Kết xác định trình tự gene gltA Hình 3.4: Kết PCR khuếch đại gene ech Hình 3.5: Kết sàng lọc dòng mang vector pTZ-ech Hình 3.6: (A) Thiết kế in silico vector pTZ-ech; (B) Kết cắt kiểm tra vector tái tổ hợp đồng thời SacI EcoRI 84 10 Ashengroph, M., Nahvi, I., Zarkesh-Esfahani, H., & Momenbeik, F (2011c) Use of growing cells of pseudomonas aeruginosa for synthesis of the natural vanillin via conversion of isoeugeneol Iran J Pharm Res, 10(4), 749-757 11 Ashengroph, M., Nahvi, I., Zarkesh-Esfahani, H., & Momenbeik, F (2012) Conversion of isoeugeneol to vanillin by psychrobacter sp Strain csw4 Applied Biochemistry and Biotechnology, 166(1), 1-12 doi:10.1007/s12010-011-9397-6 12 Barghini, P., Di Gioia, D., Fava, F., & Ruzzi, M (2007) Vanillin production using metabolically engineered escherichia coli under nongrowing conditions Microb Cell Fact, 6, 13 doi:10.1186/1475-2859-6-13 13 Barthelmebs, L., Divies, C., & Cavin, J.-F (2000) Knockout of the p-coumarate decarboxylase gene from lactobacillus plantarum reveals the existence of two other inducible enzymatic activities involved in phenolic acid metabolism Applied and Environmental Microbiology, 66(8), 3368-3375 doi:10.1128/aem.66.8.33683375.2000 14 Berza, I., Dishlers, A., Petrovskis, I., Tars, K., & Kazaks, A (2013) Plasmid dimerization increases the production of hepatitis b core particles in e Coli Biotechnology and Bioprocess Engineering, 18(5), 850-857 doi:10.1007/s12257-013-0188-5 15 Bjørsvik, H.-R., & Liguori, L (2002) Organic processes to pharmaceutical chemicals based on fine chemicals from lignosulfonates Organic Process Research & Development, 6(3), 279-290 doi:10.1021/op010087o 16 Boonchird, C., & Flegel, T W (1982) In vitro antifungal activity of eugeneol and vanillin against candida albicans and cryptococcus neoformans Can J Microbiol, 28(11), 1235-1241 17 Calisti, C., Ficca, A G., Barghini, P., & Ruzzi, M (2008) Regulation of ferulic catabolic genes in pseudomonas fluorescens bf13: Involvement of a marr family regulator Applied Microbiology and Biotechnology, 80(3), 475-483 doi:10.1007/s00253-008-1557-4 18 Converti, A., Aliakbarian, B., Dominguez, J M., Bustos Vazquez, G., & Perego, P (2010) Microbial production of biovanillin Braz J Microbiol, 41(3), 519-530 doi:10.1590/s151783822010000300001 85 19 Di Gioia, D., Luziatelli, F., Negroni, A., Ficca, A G., Fava, F., & Ruzzi, M (2010) Metabolic engineering of pseudomonas fluorescens for the production of vanillin from axit ferulic J Biotechnol, 156(4), 309-316 doi:10.1016/j.jbiotec.2011.08.014 20 Dignum, M J W., Kerler, J., & Verpoorte, R (2001) Vanilla production: Technological, chemical, and biosynthetic aspects Food Reviews International, 17(2), 119-120 doi:10.1081/FRI-100000269 21 Durant, S., & Karran, P (2003) Vanillins a novel family of ADN-pk inhibitors Nucleic Acids Res, 31(19), 5501-5512 22 Edlin, D A N., Narbad, A., Gasson, M J., Dickinson, J R., & Lloyd, D (1998) Purification and characterization of hydroxycinnamate decarboxylase from brettanomyces anomalus Enzyme and Microbial Technology, 22(4), 232-239 doi:http://dx.doi.org/10.1016/S01410229(97)00169-5 23 Fitzgerald, D J., Stratford, M., Gasson, M J., & Narbad, A (2005) Structure-function analysis of the vanillin molecule and its antifungal properties J Agric Food Chem, 53(5), 1769-1775 doi:10.1021/jf048575t 24 Furia, T E., & Bellanca, N (1975) Fenaroli's handbook of flavor ingredients: C R C Press LLC 25 Gasson, M J., Kitamura, Y., McLauchlan, W R., Narbad, A., Parr, A J., Parsons, E L., Walton, N J (1998) Metabolism of axit ferulic to vanillin A bacterial gene of the enoyl-scoa hydratase/isomerase superfamily encodes an enzyme for the hydration and cleavage of a hydroxycinnamic acid scoa thioester J Biol Chem, 273(7), 4163-4170 26 Gupta, J., Hamp, S., Buswell, J., & Eriksson, K.-E (1981) Metabolism of trans-axit ferulic by the white-rot fungus sporotrichum pulverulentum Archives of Microbiology, 128(4), 349-354 doi:10.1007/BF00405911 27 Gustafson, D L., Franz, H R., Ueno, A M., Smith, C J., Doolittle, D J., & Waldren, C A (2000) Vanillin (3-methoxy-4-hydroxybenzaldehyde) inhibits mutation induced by hydrogene peroxide, n-methyl-n-nitrosoguanidine and mitomycin c but not 137cs γ-radiation at the cd59 locus in human–hamster hybrid al cells Mutagenesis, 15(3), 207-213 doi:10.1093/mutage/15.3.207 28 Havkin-Frenkel, D., & Belanger, F (2007) Application of metabolic engineering to vanillin biosynthetic pathways in vanilla planifolia In R Verpoorte, A W 86 Alfermann, & T S Johnson (Eds.), Applications of plant metabolic engineering (pp 175-196): Springer Netherlands 29 Havkin-Frenkel, D., & Belanger, F (2010) Handbook of vanilla science and technology: Wiley 30 Havkin-Frenkel, D., Podstolski, A., & Knorr, D (1996) Effect of light on vanillin precursors formation by in vitro cultures of vanilla planifolia Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 45(2), 133-136 doi:10.1007/BF00048756 31 Hopp, R., & Rabenhorst, J (2000) Process for the preparation of vanillin and microorganisms suitable therefor: Google Patents 32 Huang, Z., Dostal, L., & Rosazza, J P (1993a) Mechanisms of axit ferulic conversions to vanillic acid and guaiacol by rhodotorula rubra J Biol Chem, 268(32), 23954-23958 33 Huang, Z., Dostal, L., & Rosazza, J P (1993b) Microbial transformations of axit ferulic by saccharomyces cerevisiae and pseudomonas fluorescens Appl Environ Microbiol, 59(7), 2244-2250 34 Jones, K L., Kim, S W., & Keasling, J D (2000) Low-copy plasmids can perform as well as or better than high-copy plasmids for metabolic engineering of bacteria Metab Eng, 2(4), 328-338 doi:10.1006/mben.2000.0161 35 Kamat, J., Ghosh, A., & Devasagayam, T A (2000) Vanillin as an antioxidant in rat liver mitochondria: Inhibition of protein oxidation and lipid peroxidation induced by photosensitization Molecular and Cellular Biochemistry, 209(1-2), 47-53 doi:10.1023/A:1007048313556 36 Kamoda, S., Habu, N., Samejima, M., & Yoshimoto, T (1989) Purification and some properties of lignostilbene-?,?-dioxygenease responsible for the c?-c? Cleavage of a diarylpropane type lignin model compound from pseudomonas sp Tmy1009 Agricultural and biological chemistry, 53(10), 2757-2761 37 Kanski, J., Aksenova, M., Stoyanova, A., & Butterfield, D A (2002) Axit ferulic antioxidant protection against hydroxyl and peroxyl radical oxidation in synaptosomal and neuronal cell culture systems in vitro: Structure-activity studies The Journal of nutritional biochemistry, 13(5), 273-281 38 Keen, H., Glynne, A., Pickup, J C., Viberti, G C., Bilous, R W., Jarrett, R J., & Marsden, R (1980) Human insulin produced by recombinant ADN 87 technology: Safety and hypoglycaemic potency in healthy men Lancet, 2(8191), 398-401 39 Kirk, R E., & Othmer, D F (1983) Kirk-othmer encyclopedia of chemical technology: Sulfonation and sulfation to thorium and thorium compounds: Wiley 40 Knuth, M E., & Sahai, O P (1991) Flavor composition and method: Google Patents 41 Krueger DA, K H (1985) Detection of fraudulent vanillin labeled with 13c in the carbonyl carbon J Agric Food Chem, 33, 323325 42 Kumar, R., Sharma, P K., & Mishra, P S (2012) Cheminform abstract: Vanillin derivatives showing various biological activities ChemInform, 43(28), no-no doi:10.1002/chin.201228263 43 Lee, E G., Yoon, S H., Das, A., Lee, S H., Li, C., Kim, J Y., Kim, S W (2009) Directing vanillin production from axit ferulic by increased acetyl-coa consumption in recombinant escherichia coli Biotechnol Bioeng, 102(1), 200-208 doi:10.1002/bit.22040 44 Lomascolo, A., Stentelaire, C., Asther, M., & Lesage-Meessen, L (1999) Basidiomycetes as new biotechnological tools to generate natural aromatic flavours for the food industry Trends in biotechnology, 17(7), 282-289 López-Malo, A., Alzamora, S M., & Argaiz, A (1995) Effect of natural vanillin on germination time and radial growth of moulds in fruit-based agar systems Food Microbiology, 12(0), 213-219 doi:http://dx.doi.org/10.1016/S0740-0020(95)80100-6 45 46 Luziatelli, F., & Ruzzi, M Genetic engineering of escherichia coli to enhance biological production of vanillin from axit ferulic 47 Makni, M., Chtourou, Y., Barkallah, M., & Fetoui, H (2012) Protective effect of vanillin against carbon tetrachloride (ccl4)-induced oxidative brain injury in rats Toxicology and Industrial Health, 28(7), 655-662 doi:10.1177/0748233711420472 48 Markus, P H., Peters, A L., & Roos, R (1994) Process for the preparation of phenylaldehydes: Google Patents 49 Martínez-Cuesta, M d C., Payne, J., Hanniffy, S B., Gasson, M J., & Narbad, A (2005) Functional analysis of the vanillin pathway in a vdh-negative mutant strain of pseudomonas fluorescens an103 Enzyme and Microbial Technology, 37(1), 131-138 doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.enzmictec.2005.02.004 88 50 Mathew, S., & Abraham, T E (2006) Bioconversions of axit ferulic, an hydroxycinnamic acid Crit Rev Microbiol, 32(3), 115-125 doi:10.1080/10408410600709628 51 Muheim, A., & Lerch, K (1999) Towards a high-yield bioconversion of axit ferulic to vanillin Applied Microbiology and Biotechnology, 51(4), 456-461 doi:10.1007/s002530051416 52 Muheim, A., MÜLLER, B., Münch, T., & Wetli, M (2012) Process for the production of vanillin: Google Patents 53 Narbad, A., & Gasson, M J (1998) Metabolism of axit ferulic via vanillin using a novel coa-dependent pathway in a newly-isolated strain of pseudomonas fluorescens Microbiology, 144 ( Pt 5), 13971405 54 Nausch, H., Huckauf, J., Koslowski, R., Meyer, U., Broer, I., & Mikschofsky, H (2013) Recombinant production of human interleukin in escherichia coli PLoS One, 8(1), e54933 doi:10.1371/journal.pone.0054933 55 Ner, S S., Bhayana, V., Bell, A W., Giles, I G., Duckworth, H W., & Bloxham, D P (1983) Complete sequence of the glta gene encoding citrate synthase in escherichia coli Biochemistry, 22(23), 5243-5249 doi:10.1021/bi00292a001 56 Ngarmsak, M., Delaquis, P., Toivonen, P., Ngarmsak, T., Ooraikul, B., & Mazza, G (2006) Antimicrobial activity of vanillin against spoilage microorganisms in stored fresh-cut mangoes J Food Prot, 69(7), 1724-1727 57 Odoux, E., Escoute, J., Verdeil, J L., & Brillouet, J M (2003) Localization of beta-d-glucosidase activity and glucovanillin in vanilla bean (vanilla planifolia andrews) Ann Bot, 92(3), 437-444 doi:10.1093/aob/mcg150 58 Ou, S., & Kwok, K.-C (2004) Axit ferulic: Pharmaceutical functions, preparation and applications in foods Journal of the science of food and agriculture, 84(11), 1261-1269 doi:10.1002/jsfa.1873 59 Overhage, J., Priefert, H., & Steinbuchel, A (1999) Biochemical and genetic analyses of axit ferulic catabolism in pseudomonas sp Strain hr199 Appl Environ Microbiol, 65(11), 48374847 60 Overhage, J., Steinbuchel, A., & Priefert, H (2003) Highly efficient biotransformation of eugeneol to axit ferulic and further conversion to vanillin in recombinant strains of escherichia coli Appl Environ Microbiol, 69(11), 6569-6576 89 61 Plaggeneborg, R., Overhage, J., Loos, A., Archer, J C., Lessard, P., Sinskey, A., Priefert, H (2006) Potential of rhodococcus strains for biotechnological vanillin production from axit ferulic and eugeneol Applied Microbiology and Biotechnology, 72(4), 745-755 doi:10.1007/s00253-005-0302-5 62 Plaggeneborg, R., Overhage, J., Steinbüchel, A., & Priefert, H (2003) Functional analyses of genes involved in the metabolism of axit ferulic in pseudomonas putida kt2440 Applied Microbiology and Biotechnology, 61(5-6), 528-535 doi:10.1007/s00253-003-1260-4 63 Plaggeneborg, R., Steinbuchel, A., & Priefert, H (2001) The coenzyme a-dependent, non-beta-oxidation pathway and not direct deacetylation is the major route for axit ferulic degradation in delftia acidovorans FEMS Microbiol Lett, 205(1), 9-16 64 Rabenhorst, J D., & Hopp, R D (1997) Verfahren zur herstellung von vanillin und dafür geeignete mikroorganismen: Google Patents 65 Ramachandra Rao, S., & Ravishankar, G A (2000) Vanilla flavour: Production by conventional and biotechnological routes Journal of the science of food and agriculture, 80(3), 289-304 66 Ranadive, A S (1994) Vanilla cultivation, curing, chemistry, technology and commercial products Developments in food science., 34, 517-577 67 Ravendra, K., Sharma, P K., & Prem Shanker, M (2012) Cheminform abstract: Vanillin derivatives showing various biological activities ChemInform, 43(28) doi:10.1002/chin.201228263 68 Rezaei, M., & Zarkesh-Esfahani, S H (2012) Optimization of production of recombinant human growth hormone in escherichia coli 69 Rosazza, J P N., Huang, Z., Dostal, L., Volm, T., & Rousseau, B (1995) Review: Biocatalytic transformations of axit ferulic: An abundant aromatic natural product Journal of Industrial Microbiology, 15(6), 457-471 doi:10.1007/BF01570016 70 Shimoni, E., Ravid, U., & Shoham, Y (2000) Isolation of a bacillus sp Capable of transforming isoeugeneol to vanillin J Biotechnol, 78(1), 1-9 71 Sinha, A K., Sharma, U K., & Sharma, N (2008) A comprehensive review on vanilla flavor: Extraction, isolation and quantification of vanillin and others 90 constituents Int J Food Sci Nutr, 59(4), 299-326 doi:10.1080/09687630701539350 72 Srinivasan, M R., & Chandrasekhara, N (1992) Comparative influence of vanillin & capsaicin on liver & blood lipids in the rat Indian J Med Res, 96, 133-135 73 Sutherland, J B., Crawford, D L., & Pometto, A L., 3rd (1983) Metabolism of cinnamic, p-coumaric, and axit ferulics by streptomyces setonii Can J Microbiol, 29(10), 1253-1257 74 Tawatsin, A., Wratten, S D., Scott, R R., Thavara, U., & Techadamrongsin, Y (2001) Repellency of volatile oils from plants against three mosquito vectors J Vector Ecol, 26(1), 76-82 75 Torre, P., De Faveri, D., Perego, P., Ruzzi, M., Barghini, P., Gandolfi, R., & Converti, A (2004) Bioconversion of ferulate into vanillin by escherichia coli strain jm109/pbb1 in an immobilized-cell reactor Annals of microbiology, 54(4), 517-527 76 Vaghasiya, Y K., Nair, R., Soni, M., Baluja, S., & Shanda, S (2004) Synthesis, structural determination and antibacterial activity of compounds derived from vanillin and 4-aminoantipyrine Journal of the Serbian Chemical Society, 69(12), 991-998 77 van den Heuvel, R H., Fraaije, M W., Laane, C., & van Berkel, W J (2001) Enzymatic synthesis of vanillin J Agric Food Chem, 49(6), 29542958 78 Venturi, V., Zennaro, F., Degrassi, G., Okeke, B C., & Bruschi, C V (1998) Genetics of axit ferulic bioconversion to protocatechuic acid in plant-growth-promoting pseudomonas putida wcs358 Microbiology, 144(4), 965-973 doi:10.1099/00221287-144-4-965 79 Walton, N J., Mayer, M J., & Narbad, A (2003) Vanillin Phytochemistry, 63(5), 505-515 Westcott, R J., Cheetham, P S J., & Barraclough, A J (1993) Use of organized viable vanilla plant aerial roots for the production of natural vanillin Phytochemistry, 35(1), 135-138 doi:http://dx.doi.org/10.1016/S0031-9422(00)90521-1 80 81 Xu, P., Hua, D., & Ma, C (2007) Microbial transformation of propenylbenzenes for natural flavour production Trends Biotechnol, 25(12), 571-576 doi:10.1016/j.tibtech.2007.08.011 91 82 Yamada, M., Okada, Y., Yoshida, T., & Nagasawa, T (2007) Biotransformation of isoeugeneol to vanillin by pseudomonas putida ie27 cells Applied Microbiology and Biotechnology, 73(5), 1025-1030 doi:10.1007/s00253-006-0569-1 83 Yamada, M., Okada, Y., Yoshida, T., & Nagasawa, T (2008) Vanillin production using escherichia coli cells over-expressing isoeugeneol monooxygenease of pseudomonas putida Biotechnol Lett, 30(4), 665-670 doi:10.1007/s10529-007-9602-4 84 Yoon, S.-H., Li, C., Lee, Y.-M., Lee, S.-H., Kim, S.-H., Choi, M.-S., Kim, S.- W (2005) Production of vanillin from axit ferulic using recombinant strains ofescherichia coli Biotechnology and Bioprocess Engineering, 10(4), 378-384 doi:10.1007/BF02931859 85 Yoon, S H., Lee, E G., Das, A., Lee, S H., Li, C., Ryu, H K., Kim, S W (2007) Enhanced vanillin production from recombinant e Coli using ntg mutagenesis and adsorbent resin Biotechnol Prog, 23(5), 1143-1148 doi:10.1021/bp070153r 86 Yoon, S H., Li, C., Kim, J E., Lee, S H., Yoon, J Y., Choi, M S., Kim, S W (2005) Production of vanillin by metabolically engineered escherichia coli Biotechnol Lett, 27(22), 1829-1832 doi:10.1007/s10529-005-3561-4 87 Zamzuri, N A., & Abd-Aziz, S (2013) Biovanillin from agro wastes as an alternative food flavour J Sci Food Agric, 93(3), 429-438 doi:10.1002/jsfa.5962 88 Zenk, M H., Ulbrich, B., Busse, J., & Stockigt, J (1980) Procedure for the enzymatic synthesis and isolation of cinnamoyl-coa thiolesters using a bacterial system Anal Biochem, 101(1), 182-187 89 Zhang, C., Li, X., Lian, L., Chen, Q., Abdulmalik, O., Vassilev, V., Asakura, T (2004) Anti-sickling effect of mx-1520, a prodrug of vanillin: An in vivo study using rodents Br J Haematol, 125(6), 788-795 doi:10.1111/j.1365-2141.2004.04892.x 90 Zhang, Y., Xu, P., Han, S., Yan, H., & Ma, C (2006) Metabolism of isoeugeneol via isoeugeneol-diol by a newly isolated strain of bacillus subtilis hs8 Applied Microbiology and Biotechnology, 73(4), 771-779 doi:10.1007/s00253-006-0544-x ... tích sản phẩm vanillin tạo thành Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học Kết nghiên cứu đề tài tạo chủng E .coli có khả sản xuất vanillin từ axit ferulic tảng để thực nhiều nghiên cứu. .. ferulic Chủng E coli có khả sản xuất vanillin tự nhiên từ axit ferulic Mục tiêu đề tài Tạo chủng Escherichia coli tái tổ hợp mang gen mã hóa cho enzyme sinh tổng hợp axit ferulic thành vanillin. ..ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC MA THỊ TRANG NGHIÊN CỨU TẠO CHỦNG ESCHERICHIA COLI CÓ KHẢ NĂNG SẢN XUẤT VANILLIN TỪ AXIT FERULIC Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 60.42.02.01