1
1生物技术在饲料行业里面的应用也是越来越多了,生物活性物质的成分也会越来越多,我们最早接触的呢,比如说酶制剂,微生态制剂,尤其是活菌制剂,都是属于生物活性物质,他们都具有活性的定义。比如说酶制剂分解纤维素,植酸酶分解植酸。
公司发展的方向上来说,也是关注集约化养殖和天然生长之间的差异,断奶以后的应激,断奶后母乳来源物质的缺乏,这样的物质是极高的,这样物质缺乏导致动物生长和天然生长存在明显的差异。
乳汁里含有乳铁蛋白,还有抗菌肽和免疫球蛋白,这都是我们所熟知的,而生长因子和细胞因子因为含量极低,所以我们很少关注到它。而作为我们生物学研究的时候,更多的关注微小的世界,微量的东西,对这些东西更敏感一些。
针对抗菌肽的开发研究,研究更多,利用许多国内外文献,幼龄动物的免疫物质分泌不足,与环境之间不匹配的免疫压力之间的矛盾,为抗菌肽的开发找到了切入点,并且我们跟哈佛大学、四川大学、四川农业大学合作,加深在机理方面的研究。
一个良好的生物技术都要实现产业化的过程,在我们公司主要实现是技术产业化和技术检测的两个主要内容,我们公司实验室主要做这两个方面,第三部分主要是动物实验方面的工作。
利用生物信息技术我们会对抗菌肽的数据库进行检索,根据MIC值、对革兰氏阳性还是阴性菌有效、以及在植物还是在动物分布,筛选一些好的基因。抗菌肽分成α螺旋、螺旋和折叠相间、纯粹的折叠三种结构。防御素主要是折叠,集中在哺乳动物里面,而螺旋状主要是昆虫和微生物的抗菌肽,结构不同功能不同,折叠对免疫的作用优于螺旋。
生物信息技术除了检索和筛选功能外,还有更重要的一个功能就是结构预测,可以人为改造一个蛋白质,增强抑菌活性。结构稳定性的改造,可通过氨基酸突变,增加氢键结构,增强耐热性,同时可以尝试所有的氨基酸,可以选取到氢键作用增加的,疏水力、范德华力增加的,通过这种方式可以获得预期稳定的蛋白质。
对基因进行改造后,首先通过大肠杆菌的表达,主要是为了验证之前改造的信息,好处就是易培养,表达量大,易传化,缺点就是成本太高,不适合产业化的生产。
确定了基因以后,我们会转而求到酵母表达系统,其优势在于成本比较低,同时真核生物在真核生物里表达更容易,不容易形成包含体。
菌种构建上,通过高通量筛选,筛选高表达量的菌种成为产业化的开始。
很多好的生物技术无法实现产业化,高表达量的时候活性不够,活性够的时候表达量又不够,所以我们选择了以发酵成本为优化原则的筛选模型,把每一块钱产生的活性算进去,能降低成本,就可以实现产业化。
选择的基因工程菌可以使发酵水平比较稳定。相比于发酵豆粕、原料等传统发酵的细致条件没办法控制,我们优势在于培养基成分确定,比如91%葡萄糖,产品质量差异几乎不存在。只有种子活力出现问题,才会停下来,一旦活力确定,培养基确定,到大规模发酵的时候是几乎没有倒过罐,这两点对产业化帮助很大。
菌种优化和选择培养基上进行转录组学研究,上海美吉生命科学研究中心进行了合作。
发酵过程中主要是发酵模型的控制,对产物的生成速率和细胞的生长速率做了数学模型,对数学模型进行回归会得到一些方程,发酵过程有一个斜率叫比产物生成速率,可以计算发酵生产的最终浓度,在发酵初期进行调节,可以干预使斜率发生变化,可以产生比较好的预期结果。
菌种构建完剩下的是产业化的工作。我们的制剂工艺,以喷雾干燥为主,后期也会对质粒、液体制剂进行开发。发酵后,浓缩再喷雾干燥,EGF不耐受长时间的高温处理,比如一个小时,抗菌肽要好一些,减压浓缩70-90度,喷雾干燥180度。
抗菌活性的定义和检测,有一整套的评估体系,对革兰氏阴性、阳性菌的检测,活性利用抑菌圈检测,含量利用HPLC测定,二剂量法获得置信区间,通过活性可以计算出含量。对于EGF,含量检测采用ELISA方法,生物活性检测采用MTT法,检测对成纤维细胞的生长性能促进的作用。
对于产品的耐热、耐酸耐碱、耐胃蛋白酶消化的稳定性长期在做。
两种物质抑菌圈形成协同作用分三种情况:①两个圈正常8字形,当形成跑道状,8字形相交区域的低浓度范围产生了协同效果,所以把8字形的这两个角给填补了,这是两个物质都有作用的时候形成的协同作用。②甲物质没有作用,或作用效果已经过了,但乙跟甲仍然产生了协同作用,我们抗菌肽有时候就是这种状态。③甲和乙都没有作用,但在一起产生了效果。
累加作用,8字形的尖角不存在,产生钝角的状态。无关作用,各自形成各自的圈。拮抗作用,抗生素的种类很多,他们之间的拮抗是存在的,比如说一些碱性或者酸性的抗生素,还有一些带电的性质不同容易产生拮抗。
华德抗菌肽与同类产品比较,协同作用更明显,同类产品甚至还出现拮抗作用。比如跟硫粘在沙门氏菌中出现了之前提到的第二种情况,就是我们的作用已经开始降低了,但在相交区域里仍然有很强的增强作用,这是我们单独做抑菌试验是看不到的。对于其他产品,跟硫粘配合,基本上都是无关作用。
在EGF产品活性检测上,成本比较高,都是研发阶段在使用,采用MTT检测方法,进行细胞铺板,加入培养液,加入EGF因子,进行检测,在四川大学进行试验,有很多电镜的图和检测结果,和人的EGF比,生长率上提高了三倍。
与美籍生命科学公司,做了宏基因组测序,在加了态贝康,79日龄结束以后,全程都是取了粪样,样本量太大,只做了最终的比较,可以看到拟杆菌门对照组高于试验组,厚壁菌门的数量,包括乳酸菌含量是对照组的三倍,整体来说厚壁菌门对于肠道微生态的保持是非常好的一个状态,而拟杆菌门有些微生物是有害的,甚至是条件致病的。
已完成多项国家相关的项目,申请了多项专利,获得过科技进步奖,发表了很多文献。
华德将打造以抗菌肽作为核心技术的应用模式,延伸到抗菌肽、黏膜免疫领域,以后在生物信息学的基础上面,我们更愿意打造以多种活性肽为基础的,为多元核心的,生物活性肽为健康养殖提供帮助的产业化公司,希望大家在更长的道路上支持我们的工作。



