ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DNA TÁI TỔ HỢP TRONG THIẾT KẾ VECTOR MANG BA GEN UbiC-MNX và AS NHẰM TẠO CHỦNG Escherichia coli  SẢN XUẤT ARBUTIN

Nguyễn Vũ Thảo Trâm; Ngô Thuỳ Dương; Nguyễn Quang Huy; Chử Lương Luân

doi:10.34238/tnu-jst.14998

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DNA TÁI TỔ HỢP TRONG THIẾT KẾ VECTOR MANG BA GEN UbiC-MNX và AS NHẰM TẠO CHỦNG Escherichia coli SẢN XUẤT ARBUTIN

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 09/03/26 Ngày hoàn thiện: 08/04/26 Ngày đăng: 08/04/26

Các tác giả

1. Nguyễn Vũ Thảo Trâm, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc gia Hà Nội
2. Ngô Thuỳ Dương, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc gia Hà Nội
3. Nguyễn Quang Huy, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc gia Hà Nội
4. Chử Lương Luân , Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc gia Hà Nội

Tóm tắt

Arbutin là hợp chất có giá trị trong dược phẩm và mỹ phẩm, nhưng việc thiết lập hệ biểu hiện đa gen tạo chủng vi sinh vật sản xuất arbutin vẫn còn hạn chế. Nghiên cứu này nhằm xây dựng vector tái tổ hợp mang đồng thời ba gen UbiC, MNX và As để tạo chủng Escherichia coli có khả năng sinh tổng hợp β-arbutin. Gen UbiC được khuếch đại từ DNA tổng số của E. coli DH5α, sau đó lắp ráp cùng gen MNX từ Candida parapsilosis và gen As từ Rauvolfia serpentina vào vector biểu hiện pCDFDuet-1 bằng kỹ thuật cắt nối enzyme giới hạn. Vector tái tổ hợp được kiểm tra bằng phản ứng chuỗi polymerase, cắt enzyme giới hạn và giải trình tự, rồi biến nạp vào E. coli BL21(DE3). Khả năng tạo sản phẩm được đánh giá bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao đối chiếu với chất chuẩn arbutin. Kết quả cho thấy vector pCDFDuet-As-MNX-UbiC được tạo thành đúng thiết kế. Chủng tái tổ hợp xuất hiện đỉnh sản phẩm có thời gian lưu 7,018 phút, trùng với chất chuẩn arbutin, trong khi chủng đối chứng không xuất hiện đỉnh tương ứng. Nồng độ arbutin xác định được đạt 1,117 mM. Kết quả chứng minh tính khả thi của việc tái cấu trúc con đường sinh tổng hợp arbutin trong E. coli, tạo cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về tối ưu biểu hiện gen và nâng cao hiệu suất sản phẩm.

Từ khóa

Arbutin; E. coli; UbiC; As; MNX

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] Z. Zheng, S. Zhang, T. Jiang, W. Liu, Z. Xu, X. Shen, and T. Sun, “Theoretical studies of arbutin, glutathione, and sea cucumber extracts as inhibitors of tyrosinase,” Scientific Reports, vol. 15, no. 1, 2025, Art. no. 32851.

[2] Y. Li, L. Sun, Y. Li, A. Yang, M. Xie, R. Xiong, Y. Fu, and C. Huang, “Research advances in arbutin-based materials: synthesis, encapsulation, applications, and trends,” Chemical Engineering Journal, vol. 529, 2026, Art. no. 172549, doi: 10.1016/j.cej.2026.172549.

[3] K. X. Xu, M.G. Xue, Z. Li, B.C. Ye, and B. Zhang, “Recent progress on feasible strategies for arbutin production,” Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, vol. 10, 2022, Art. no. 914280, doi: 10.3389/fbioe.2022.914280.

[4] N. Agarwal, A. K. Rai, and S. P. Singh, “Biotransformation of hydroquinone into α-arbutin by transglucosylation activity of a metagenomic amylosucrase,” 3 Biotech, vol. 11, no. 8, 2021, Art. no. 362.

[5] S. Khan, M.W. Ullah, R. Siddique, G. Nabi, S. Manan, M. Yousaf, and H. Hou, “Role of recombinant DNA technology to improve life,” International Journal of Genomics, vol. 2016, 2016, Art. no. 2405954.

[6] R. Liu, L.W. Wang, and Z.H. Gao, “Multi-gene co-expression systems in E. coli: from single-vector designs to programmable expression platforms,” Synthetic and Systems Biotechnology, vol. 12, pp. 330-341, 2026.

[7] J. R. Nielsen, M. J. Lewis, and W. E. Huang, “Construction and characterization of MoClo-compatible vectors for modular protein expression in E. coli,” ACS Synthetic Biology, vol. 14, no. 2, pp. 398-406, 2025.

[8] S. Wang, C. Fu, M. Bilal, H. Hu, W.Wang, and X. Zhang, “Enhanced biosynthesis of arbutin by engineering shikimate pathway in Pseudomonas chlororaphis P3,” Microbial Cell Factories, vol. 17, no. 1, 2018, doi: 10.1186/s12934-018-1022-8.

[9] B. Zhang, K. Gou, K. Xu, Z. Li, X. Guo, and X. Wu, “De novo biosynthesis of β-arbutin in Corynebacterium glutamicum via pathway engineering and process optimization,” Biotechnology for Biofuels and Bioproducts, vol. 17, no. 1, 2024, Art. no. 88.

[10] M. Siebert, K. Severin, and L. Heide, “Formation of 4-hydroxybenzoate in Escherichia coli: characterization of the UbiC gene and its encoded enzyme chorismate pyruvate-lyase,” Microbiology, vol. 140, no. 4, pp. 897-904,1994.

[11] Z. Liu, D. Liu, L. Deng, K. LingHu, X. Shan, J. Zhou, and W. Zeng, “Combination of enzyme engineering and quorum-sensing system for efficient de novo biosynthesis of β-arbutin in Escherichia coli,” Synthetic and Systems Biotechnology, vol. 11, pp. 1-9, 2026.

[12] B. Permana, M. Hasanah, and Tursino, “Simultaneous HPLC determination of arbutin, Niacinamide, and 3-O-Ethyl ascorbic acid in whitening cream products in the presence of parabens,” Journal of Chromatographic Science, vol. 61, no. 3, pp. 241-248, 2023.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14998

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ