Luận án tiến sĩ: Tối ưu điều kiện biểu hiện gen nattokinase trong Bacillus subtilis BD170

• Tác giả: Nguyễn Thị Anh Thư
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Hoàng Lộc
• Trường học: Đại học Huế
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên Cứu Tối Ưu Biểu Hiện Gen Nattokinase Trong Bacillus subtilis BD170
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thừa Thiên Huế

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. GIỚI THIỆU VÀ NATTOKINASE
• 1.1.1. Đặc điểm của nattokinase
• 1.1.2. Nguồn sản xuất nattokinase
• 1.1.2.1. Vi khuẩn Bacillus
• 2. CHƯƠNG 2: BIỂU HIỆN Bacillus subtilis
• 2.1. Vi khuẩn Bacillus subtilis
• 2.2. Biểu hiện vector biểu hiện ở Bacillus
• 2.3. Biểu hiện tiết ở Bacillus
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG Bacillus subtilis TRONG SẢN XUẤT ENZYME TÁI TẠO
• 3.1. Tinh sạch enzyme bằng hệ 2 pha nước
• 3.1.1. Cấu tạo và đặc tính của hệ 2 pha nước
• 3.1.2. Ứng dụng hệ 2 pha trong tinh sạch enzyme
• 4. CHƯƠNG 4: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 4.2. Phương pháp nghiên cứu
• 5. CHƯƠNG 5: PHÂN LẬP GEN MÃ HÓA NATTOKINASE TỪ CÁC CHỦNG Bacillus subtilis
• 5.1. Khuếch đại gen mã hóa nattokinase từ các chủng Bacillus
• 5.2. Tạo dòng gen nattokinase trong vector pCR®2
• 5.3. Tạo dòng gen nat05 và natC10 trong Bacillus subtilis BD170
• 6. CHƯƠNG 6: BIỂU HIỆN NATTOKINASE TÁI TẠO TRONG Bacillus subtilis BD170
• 6.1. Biểu hiện gen mã hóa nattokinase
• 6.2. Ảnh hưởng của các yếu tố lên hoạt tính phân giải fibrin
• 6.3. Thí nghiệm khả năng phân giải fibrin trong máu bằng nattokinase tái tạo
• 6.4. Tinh sạch nattokinase tái tạo bằng hệ hai pha nước
• 7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về Nattokinase

Nattokinase là một enzyme quan trọng, được sản xuất chủ yếu từ vi khuẩn Bacillus subtilis. Enzyme này có khả năng phân hủy fibrin, một protein chính trong quá trình đông máu. Nattokinase được biết đến với vai trò trong việc điều trị các bệnh liên quan đến tim mạch, như nhồi máu cơ tim và đột quỵ. Nghiên cứu cho thấy nattokinase có thể làm giảm nguy cơ hình thành cục máu đông bằng cách phân hủy fibrin trong máu. Điều này làm cho nattokinase trở thành một ứng cử viên tiềm năng trong việc phát triển các sản phẩm chức năng hỗ trợ sức khỏe tim mạch. Theo các nghiên cứu, nattokinase có thể được chiết xuất từ các sản phẩm lên men như natto, một món ăn truyền thống của Nhật Bản. Việc tối ưu hóa biểu hiện gen mã hóa nattokinase trong Bacillus subtilis BD170 sẽ giúp tăng cường sản xuất enzyme này, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị.

II. Tối ưu hóa điều kiện biểu hiện gen

Quá trình tối ưu hóa điều kiện biểu hiện gen mã hóa nattokinase trong Bacillus subtilis BD170 bao gồm việc điều chỉnh các yếu tố như nhiệt độ, pH, và nồng độ của các chất dinh dưỡng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc điều chỉnh các điều kiện nuôi cấy có thể ảnh hưởng đáng kể đến năng suất sản xuất enzyme. Việc sử dụng công nghệ sinh học hiện đại, như kỹ thuật tái tổ hợp DNA, cho phép tạo ra các dòng vi khuẩn có khả năng biểu hiện nattokinase với hiệu suất cao hơn. Các thí nghiệm cho thấy rằng việc sử dụng môi trường nuôi cấy tối ưu có thể làm tăng đáng kể hoạt tính của nattokinase, từ đó nâng cao khả năng phân hủy fibrin trong máu. Điều này không chỉ có ý nghĩa trong nghiên cứu mà còn trong ứng dụng thực tiễn, khi mà nhu cầu về các sản phẩm hỗ trợ sức khỏe tim mạch ngày càng tăng.

III. Phân tích gen và sản xuất nattokinase

Phân tích gen mã hóa nattokinase trong Bacillus subtilis BD170 cho phép xác định các yếu tố di truyền ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme. Việc tạo dòng gen nattokinase và đưa vào vector biểu hiện giúp tăng cường khả năng sản xuất enzyme trong môi trường nuôi cấy. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng các vector biểu hiện thích hợp có thể làm tăng đáng kể năng suất sản xuất nattokinase. Hơn nữa, việc phân tích trình tự gen và protein của nattokinase giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc và chức năng của enzyme này. Điều này không chỉ có giá trị trong nghiên cứu cơ bản mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm chức năng từ nattokinase, phục vụ cho nhu cầu chăm sóc sức khỏe cộng đồng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nattokinase

Nattokinase có nhiều ứng dụng trong y học, đặc biệt là trong việc điều trị các bệnh liên quan đến đông máu. Enzyme này không chỉ giúp phân hủy fibrin mà còn có khả năng làm giảm huyết áp và cải thiện lưu thông máu. Nghiên cứu cho thấy nattokinase có thể được sử dụng như một liệu pháp bổ sung trong điều trị bệnh tim mạch, giúp giảm nguy cơ hình thành cục máu đông. Hơn nữa, việc sản xuất nattokinase từ Bacillus subtilis BD170 có thể tạo ra nguồn nguyên liệu dồi dào cho các sản phẩm chức năng, từ đó đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Việc tối ưu hóa quy trình sản xuất nattokinase không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần nâng cao sức khỏe cộng đồng.