DSpace at VNU: PHÂN LOẠI VÀ NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN NUÔI THÍCH HỢP CHO SINH TRƢỞNG VÀ TỔNG HỢP COQ10 Ở CHỦNG NẤM MEN PL5-2 Bai bao Q10 Quyen

Di truyền học và ứng dụng – Chuyên san Công nghệ sinh học

Số 6 – 2010

PHÂN LOẠI VÀ NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN NUÔI THÍCH HỢP CHO
SINH TRƢỞNG VÀ TỔNG HỢP COQ10 Ở CHỦNG NẤM MEN PL5-2
Trần Thị Lệ Quyên, Đào Thị Lƣơng
Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học, Đại học Quốc Gia Hà Nội
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ubiquinone-10 hay Coenzyme Q10
(CoQ10), một hợp chất giống vitamin ưa
béo nằm trong hệ thống vận chuyển điện tử
bám màng ở cả prokaryote và eukaryote,
được cấu tạo bởi vòng benzoquinone và
chuỗi polyisoprene kị nước. CoQ10 được sử
dụng hiệu quả trong điều trị các bệnh tim
mạch, đồng thời là liệu pháp hỗ trợ trong
điều trị statin (Folkers et al., 1990), và trong
các bệnh liên quan đến chuỗi hô hấp ti thể
(Geromel et al., 2002). Nhờ hoạt tính chống
oxi hóa hay chức năng tăng cường miễn
dịch của CoQ10 mà các nhà y dược học đã
quan tâm đến tác dụng kháng ung thư đầy
tiềm năng của nó (Lockwood, Moesgaard,
và Forkers, 1994) [3]. Ngoài ra, CoQ10 còn
được ứng dụng rộng rãi trong ngành công
nghiệp mỹ phẩm, nó được sử dụng như một
chất chống oxy hóa, chống lão hóa để giúp
cơ thể trẻ hóa [1].
CoQ10 được sản xuất từ ba phương
pháp: lên men (tổng hợp sinh học), tổng hợp

hóa học hoặc tách chiết từ mô động vật.
Tổng hợp sinh học CoQ10 được sử dụng
nhiều hơn so với tổng hợp hóa học hoặc tách
chiết từ mô động vật [3, 9]. Có rất nhiều vi
sinh vật, bao gồm các vi khuẩn
(Agrobacterium, Rhodobacter, Paracoccus
...) và nấm men (Candida, Rhodotorula,
Saitoella, Schizosaccharomyces ...) được
công bố là các sinh vật sản xuất CoQ10. Đặc
biệt, các nghiên cứu chọn lọc các chủng dại
sinh CoQ10 cao đã tìm được các chủng
Agrobacterium tumefaciens ATCC 4452
(1,9 mg CoQ10/g sinh khối khô),
Rhodobacter sphaeroides FERM-P4675 (2,7
mg CoQ10/g sinh khối khô) và Paracoccus
denitrificans ATCC 19367 (0,86 mg
CoQ10/g sinh khối khô). Để tăng cao hiệu
quả sản xuất CoQ10, các phương pháp đột
biến đã được áp dụng. Chủng đột biến A.
tumefaciens AU-55 có thể sản sinh 180 mg
CoQ10/l dịch lên men trong 58 h với hàm

lượng CoQ10 là 4,5 mg/g sinh khối khô.
Chủng đột biến R. sphaeroides Co-22-11 có
thể sản xuất CoQ10 được 346,8 mg/l với
hàm lượng 8,7 mg/g sinh khối khô dưới điều
kiện thông khí giới hạn. Theo Yoshida và cs
(1998), ở điều kiện ôxi thấp, các cấu trúc
nhiều lớp của màng trong chứa CoQ10 được
phát triển mạnh mẽ [4, 5].

Trong nghiên cứu trước, chúng tôi đã
tiến hành sàng lọc các chủng vi sinh vật có
khả năng sinh CoQ10 và ghi nhận chủng
nấm men PL5-2 sinh hàm lượng CoQ10 cao
nhất (2,2 mg/g sinh khối khô) [1]. Chủng
nấm men này được phân lập trên lá cây thu
được từ vườn Quốc gia Phong Nha-Kẻ
Bàng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến
hành phân loại chủng nấm men PL5-2 và
nghiên cứu các điều kiện nuôi thích hợp cho
sinh trưởng và tổng hợp CoQ10. Đồng thời,
chúng tôi cũng so sánh và đánh giá các
phương pháp tách chiết CoQ10 hiệu quả
nhất.

II. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP
2.1. Nguyên liệu
Chủng nấm men PL 5.2 lưu giữ tại
Bảo tàng giống chuẩn vi sinh vật [1].
2.2. Phƣơng pháp
2.2.1. Phân loại nấm men
- Quan sát hình thái khuẩn lạc và tế bào nấm
men theo phương pháp của Yarrow (1998).
- Phân loại nấm men bằng sinh học phân tử:
DNA tổng số của chủng PL5-2 được
tách chiết theo Manitis [11]. Phản ứng PCR
nhân đoạn gen D1/D2 sử dụng cặp mồi
NL1/NL4 được tiến hành theo Kurtzman và
Robnnet (1998) [10]. Trình tự của rDNA
26S đoạn D1/D2 được xác định theo phương

pháp của Kurtman và Robnett (1997), sử
dụng phần mềm CLUSTAL X của
Thompson và cộng sự (1997). Các trình tự
tham khảo dùng trong nghiên cứu cây phát
sinh chủng loại được lấy từ dữ liệu của
GenBank. Cây phát sinh được xây dựng
theo Kimura (1980), sử dụng phương pháp
7
J. Genetics and Applications – Special Issue: Biotechnology

Institute of Microbiology and Biotechnology, Vietnam National University, Hanoi


Di truyền học và ứng dụng – Chuyên san Công nghệ sinh học

của Saitou và Nei (1987); phân tích
bootstrap (Felsenstein, 1985) được thực hiện
từ 1000 lần lặp lại ngẫu nhiên [1].
2.2.2. Nuôi cấy nấm men.
Chủng PL 5.2 được lên men dịch thể
trên môi trường YM (g/l): glucose - 10;
pepton - 5; cao nấm men - 3; cao malt - 3;
pH-6,5) thu sinh khối dùng cho các thí
nghiệm tách chiết CoQ10.
2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều
kiện nuôi cấy đến sinh trưởng nấm men và
sinh tổng hợp CoQ10của chủng PL5.2
- Độ thông khí: nuôi lắc 200 vòng/phút
hiếu khí và kị khí không nghiêm ngặt [7,
14].

- Chiếu sáng: nuôi hiếu khí có chiếu
sáng và không chiếu sáng [7, 14].
- Các tiền tố tự nhiên: thí nghiệm được
tiến hành theo phương pháp của Bule và
Singhal (2009) với hai đối chứng là nước ép
cà chua, cà rốt nguyên chất và môi trường
YM [3].
2.2.4. Tách chiết và phân tích CoQ10
Để tìm được phương pháp tách chiết
CoQ10 hiệu quả nhất, 8 phương pháp tách
chiết CoQ10 được khảo sát: phương pháp 1
tiến hành theo Seo J. H. (2008) [8]; phương
pháp 2 thực hiện theo Bule và Singhal.
(2009) [3]; phương pháp 3 theo Seo J. H. và
cộng sự (2005) với một số thay đổi [12];
phương pháp 4 theo Yen H. W. và Shih T.
Y. (2009) [15]; phương pháp 5 thực hiện
theo Zhong W. và cộng sự (2009) [17];

a

Số 6 – 2010

phương pháp 6 tiến hành theo Lê Thành
Phước (2005) [2]; phương pháp 7 theo Kim
và cộng sự (2010) [13] và phương pháp 8
được thực hiện theo Zhang và cộng sự
(2007) [16].
Phân tích CoQ10 bằng phương pháp sắc
kí lỏng cao áp (HPLC) theo Matsumura và

cộng sự (1983) và Takahashi và cs cộng sự
(2003) [7, 8]. Dịch chiết CoQ10 được phân
tích bằng HPLC (Aligent 1200, USA) trên
cột Zorbax Eclipse XDB-C18 (250 mm x
4,6 mm) sử dụng ethanol làm pha động với
tốc độ dòng chảy là 1 ml/phút, nhiệt độ cột
là 35°C. CoQ10 được định lượng dựa vào
phương trình tuyến tính giữa diện tích đỉnh
hấp phụ của CoQ10 tại bước sóng 275 nm
và hàm lượng CoQ10 chuẩn. Hàm lượng
CoQ10 nội bào được tính bằng đơn vị mg/g
sinh khối tế bào khô (mg/DW). Thí nghiệm
được lặp lại 3 lần.
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Vị trí phân loại của chủng nấm men
PL5.2
- Quan sát hình thái: khuẩn lạc chủng
nấm men PL 5.2 có dạng tròn, kích thước 12 mm, màu cam đỏ, bề mặt khuẩn lạc nhẵn,
bóng, lồi đều, không tiết sắc tố vào môi
trường sau 4 ngày nuôi trên thạch YM. Tế
bào có dạng trứng hoặc que ngắn, kích
thước 1,0-1,5 × 1,6 - 2,8 µm, sinh sản bằng
nảy chồi.

b

Hình 1. Hình thái khuẩn lạc (a) và tế bào (b) chủng nấm men PL 5.2

J. Genetics and Applications – Special Issue: Biotechnology
Institute of Microbiology and Biotechnology, Vietnam National University, Hanoi

8


Di truyền học và ứng dụng – Chuyên san Công nghệ sinh học

- Phân tích trình tự đoạn D1/D2 ADNr
26S: ADN tổng số của chủng nấm men PL52 được tách chiết và dùng làm khuôn để
khuếch đại đoạn D1/D2 ADNr 26S bằng
phản ứng PCR, sử dụng cặp mồi NL1 và
NL4. Trình tự 600 bp được xác định.
Chương trình Blast được sử dụng để so sánh
độ tương đồng với trình tự của các loài có
quan hệ họ hàng gần trên GenBank. Cây phả
hệ được xây dựng dựa trên trình tự đoạn
D1/D2 ADNr 26S của chủng nghiên cứu với
12 loài có quan hệ họ hàng gần thuộc các
chi Rhodosporidium, Rhodotorula và
Sporobolomyces. Occultifur externus được

Số 6 – 2010

sử dụng làm nhóm ngoài. Quan sát trên cây
phân loại cho thấy chủng nghiên cứu nằm
cùng
vị
trí
với
Rhodosporidium
paludigenum với độ lặp lại 100% trên cây

phả hệ (Hình 2).
Trình tự DNAr 26S đoạn D1/D2 của
chủng nấm men PL5.2 có mức độ tương
đồng là 100% (600/600 bp) so với chủng
chuẩn
của
loài
Rhodosporidium
paludigenum. Kết hợp giữa các đặc điểm
hình thái và trình tự DNAr, có thể khẳng
định
chủng
PL5.2
thuộc
loài
Rhodosporidium paludigenum.

75 Rhodotorula glutinis var glutinis_ AF070430
93 Rhodotorula graminis_AF070431
100 Rhodosporidium babjevae_ AF070420
67
Rhodosporidium diobovatum_ AF070421
Rhodotorula araucariae_ AF070427
78
90 Rhodosporidium kratochvilovae_ AF071436
100 Rhodosporidium paludigenum_ AF070424
71

0.02

PL5.2
100

Rhodosporidium sphaerocarpum_ AF070425
Rhodotorula glutinis var dairenensis_AF070429
82
Sporobolomyces alborubescens_ AF207886
100 Rhodotorula mucilaginosa_ AF070432
Rhodosporidium toruloides_ AF070426
Occultifur externus_AF189909

Hình 2. Cây phát sinh chủng loại của chủng PL5.2 với các loài có quan hệ họ hàng gần dựa vào
trình tự D1/D2 của DNAr 26S
3.2. Ảnh hƣởng của độ thông khí và ánh
sáng đến sinh trƣởng nấm men và tổng
hợp CoQ10
Trong chiến lược khai thác các sản phẩm
sinh học trên quy mô công nghiệp thường
bao gồm 3 bước: tìm kiếm nguồn khai thác,
cải biến di truyền tăng năng xuất và tối ưu
điều kiện sản xuất [5]. Tuy nhiên, ở một số
nghiên cứu, bước cải biến di truyền có thể
không được sử dụng, các thí nghiệm khảo
sát ảnh hưởng các yếu tố nuôi cấy đến khả
năng sinh hợp chất sinh học của chủng dại
được tiến hành sau khi sàng lọc[3]. Trong
nghiên cứu này, ảnh hưởng của một số yếu
tố môi trường đến sinh trưởng và tổng hợp
CoQ10 đã được khảo sát trên chủng dại PL
5-2.

Chủng nấm men PL 5-2 được thu sinh
khối và phân tích CoQ10 sau 4 ngày nuôi
cấy hiếu khí và kị khí tùy tiện trên môi
trường YM dịch thể, kết quả cho thấy ở điều

kiện ít ôxi, chủng nghiên cứu sinh trưởng rất
chậm (sinh khối giảm 2/3) và cho hàm
lượng CoQ10 chỉ còn 1,2 mg/g DW (giảm
1/2) so với lên men hiếu khí là 2,3 mg/g
DW. Trong khi đó, sự khác biệt về sinh
trưởng và tổng hợp CoQ10 giữa nuôi hiếu
khí của chủng nấm men PL 5-2 có chiếu
sáng và không chiếu sáng không được ghi
nhận.
Ha và cộng sự (2007) sản xuất CoQ10
trên chủng đột biến Agrobacterium
tumefaciens KCCM 10413 đã đạt 9,05 mg/g
DW[6], Kiên và cộng sự (2010) đã thu được
CoQ10 với hàm lượng 6,34 mg/g DW trên
chủng đột biến Rhodobacter sphaeroides
KACC 91339P khi nuôi cấy ở điều kiện lên
men hiếu khí, không chiếu sáng[9].. Trong
khi đó, cũng trên loài vi khuẩn này trên
chủng dại Rhodobacter sphaeroides BCRC
13100, Yen và Shih (2009) đã nghiên cứu

J. Genetics and Applications – Special Issue: Biotechnology
Institute of Microbiology and Biotechnology, Vietnam National University, Hanoi

9

Di truyền học và ứng dụng – Chuyên san Công nghệ sinh học

Sinh khối (g/100 ml), CoQ10 (mg/DW)

điều kiện chiếu sáng và thông khí để đạt
hàm lượng CoQ10 cao nhất là 3,5 mg/g
DW, bằng ½ so với chủng độ biến[15]. Như
vậy, chủng dại PL 5-2 có hàm lượng CoQ10

Số 6 – 2010

đạt 2,3 mg/g DW, sử dụng đột biến chủng
dại có thể mang đến hy vọng tạo được chủng
cho hàm lượng CoQ10 cao.

3,5
3
2,5
2

Kị khí
Hiếu khí

1,5
1
0,5
0
Sinh khối

CoQ10

Hình 3. Ảnh hưởng của độ thông khí đến sinh trưởng và sinh tổng hợp CoQ10 ở chủng
nấm men PL5-2
được biến đổi trực tiếp thành carotenoid,
trong khi đó để tạo CoQ10 cần sự góp mặt
sáu phân tử IPP. Vào năm 1981, Natori và
Nagasaki đã phát hiện các tiền tố quan trọng
của polyprenyl pyrophosphate có trong carot
và cà chua. [3].

3.3. Ảnh hƣởng của tiền tố tự
nhiên đến sinh trƣởng nấm men và sinh
tổng hợp CoQ10
Con đường sản xuất carotenoid và
CoQ10 có chung chất trung gian
geranylgeranyl diphosphate, sau đó chất này

Sinh khối (g/100ml), CoQ10 (mg/DW)

3
2,5
2
Sinh khối

1,5

CoQ10

1
0,5

M
Y

25
C
R

50
C
R

10
0
C
R

C
R

25
C
C

50
C
C

10
0
C
C

C
C

0

Môi trường

Hình 4. Ảnh hưởng của môi trường nước chiết cà chua và cà rốt đến sinh trưởng và tổng hợp
CoQ10 trong tế bào nấm men
CC-cà chua 100%;
CC25- cà chua 25%+YM;
CR50- cà rốt 50%+YM;

CC100-cà chua 100%+YM;
CR-cà rốt 100%;
CR25- cà rốt 25%+YM

CC50- cà chua 50%+YM;
CR100-cà rốt 100%+YM;
YM- môi trường YM

J. Genetics and Applications – Special Issue: Biotechnology
Institute of Microbiology and Biotechnology, Vietnam National University, Hanoi

10

Di truyền học và ứng dụng – Chuyên san Công nghệ sinh học

Chủng PL5-2 được nuôi cấy trên môi
trường nước chiết cà chua và cà rốt, sau 4
ngày thu sinh khối và tách CoQ10, kết quả
trên hình 4 cho thấy: 2 loại nước chiết trên
có ảnh hưởng tích cực đến hàm lượng
CoQ10, ở nồng độ nước chiết cà chua 50%
và nước chiết cà rốt 50-100% (có bổ sung
khoáng YM) làm tăng hàm lượng CoQ10
lên gần 5% (2,4 mg/g DW) và 10-15% (2,52,6 mg/g DW), tương ứng. Trong khi đó, với
nồng độ đậm đặc hơn của nước ép cà chua
(100%), chủng PL5-2 sinh trưởng kém hơn
(2,1mg/gDW) so với đối chứng YM (2,3
mg/g DW). Đối với môi trường chỉ có nước
ép nguyên chất không bổ sung thành phần
YM cũng cho hàm lượng CoQ10 ngang
bằng với môi trường YM. Kết quả thí ngiệm
này phù hợp với công bố của Bule và
Singhal (2009), đã báo cáo về các tiền tố tự
nhiên của polyprenyl pyrophosphate có
trong cà chua và cà rốt đã làm tăng 56-87%

Số 6 – 2010

CoQ10 ở Pseudomonas diminuta trên cùng
đơn vị nuôi cấy so với môi trường tối ưu
không bổ sung tiền tố [3].

3.4. Tách chiết và phân tích CoQ10
Sau khi lên men trên môi trường cà rốt
100%( bổ sung khoáng YM), tế bào nấm
men được thu, rửa sạch môi trường và tách
chiết bằng 8 phương pháp khác nhau, kết
quả cho thấy so với phương pháp 2 được
dùng để tách chiết CoQ10 trong suốt quá
trình nghiên cứu (đạt 2,6 mg/g DW), hiệu
suất của phương pháp 1, 5 và 6 tăng tương
ứng 4% (2,7 mg/g DW), 10% (2,9 mg/g
DW) và 20% (3,1 mg/g DW); trong khi đó
các phương pháp còm lại (phương pháp 3, 4,
7, 9) cho hiệu quả tách chiết thấp hơn từ 827% (1,9-2,4 mg/g DW). Phương pháp 6 có
thời gian thí nghiệm ngắn, hóa chất phổ biến
và sẵn có nên được lựa chọn làm phương
pháp tách chiết CoQ10.

3,5

Hàm lượng CoQ10 (mg/g DW)

3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
PP1

PP2

PP3

PP4

PP5

PP6

PP7

PP8

Các phương pháp tách CoQ10

Hình 5. Tách chiết CoQ10 từ tế bào nấm men PL5-2 bằng 8 phương pháp tách CoQ10
khác nhau
IV. KẾT LUẬN
Chủng nấm men PL5-2 có ubiquinone
chủ yếu là CoQ10, được định tên là
Rhodosporidium paludigenum dựa vào hình
thái tế bào, khuẩn lạc và phân tích trình tự
đoạn gen D1/D2 của ADNr 26S.
Sinh trưởng và sinh tổng hợp CoQ10 của
chủng nấm men PL5-2 đạt cao nhất khi nuôi
hiếu khí. Điều kiện chiếu sáng không có tác
động rõ rệt lên khả năng tổng hợp CoQ10.

Khi bổ sung các tiền tố tự nhiên của CoQ10

có trong cà chua và cà rốt vào môi trường
nuôi cấy đã làm tăng hàm lượng sinh tổng
hợp CoQ10 tương ứng lên 3-5% và 10-15%.
Trong số 8 phương pháp tách chiết
CoQ10 được khảo sát, phương pháp 1, 5, 6
cho hiệu quả tách tốt nhất. Phương pháp 6
có thời gian thực hiện nhanh, hóa chất thông
dụng và sẵn có nên được lựa chọn để tách
chiết CoQ10.

J. Genetics and Applications – Special Issue: Biotechnology
Institute of Microbiology and Biotechnology, Vietnam National University, Hanoi

11


Di truyền học và ứng dụng – Chuyên san Công nghệ sinh học

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Đào Thị Lương, Trần Thị Lệ Quyên
(2009), “Tuyển chọn và nghiên cứu đặc
điểm phân loại của các chủng nấm men
sinh CoQ10, phân lập ở Việt Nam”, Tạp
chí Di truyền học và ứng dụng, Chuyên
san Công nghệ Sinh học, số 5, trang 8-14.
2. Lê Thành Phước (2005), Gốc tự do và các
chất chống oxy hóa trong Y – Dược, Đại
Học Dược Hà Nội.
Tiếng Anh

3. Bule M.V., Singhal R.S. (2009), “Use of
carrot juice and tomato juice as natural
precursors for enhanced production of
ubiquinone-10
by
Pseudomonas
diminuta NCIM 2865”, Food chemistry,
116: pp. 302-305.
4. Cheng B., Yuan Q.P., Sun X.X., Li W.J.
(2010), “Enhanced production of
Coenzyme Q10 by overexpressin HMGCoA reductase and induction with
arachidonic
acid
in
Schizosaccharomyces pombe”, Appl
Biochem Biotechnol, 160: pp. 523-531.
5. Choi J.H., Ryu Y.W., Seo J.H. (2005),
“Biotechnological
production
and
applications of coenzyme Q10”, Appl
Microbiol Biotechnol 68: pp. 9-15.
6. Ha S.J., Kim S.Y., Seo J.H., Oh D.K., Lee
J.K. (2007) Optimization of culture
conditions and scale-up to pilot and
plant scales for coenzyme Q10
production
by
Agrobacterium
tumefaciens. Appl Microbiol Biotechnol

74:974-980.
7. Jeong K.S., Dao T.N.V, Kien N. and Kim
J.K. (2008), “Effects of pH and light
irradiation on coenzyme Q10 production
using Rhodobacter sphaeroides”, J Fish
Sci Technol 11(4): pp. 219-223.
8. Jeong S.K., Ahn S.C., Kong I.S. and Kim
J.K. (2008), “Isolation and identification
of a photosynthesis bacterium containing
a high content of coenzyme Q10”, J Fish
Sci Technol 11(3): pp. 172-176.
9. Kien N.B., Kong I.S., Lee M.G, Kim J.K.
(2010). “Coenzyme Q10 production in a
150 l reactor by a mutant strain of

Số 6 – 2010

Rhodobacter sphaeroides”, J Fish Sci
Technol, 37: pp. 521–529.
10. Kurtzman C.P. and Robnnet C.J. (1998),
“Identification and phylogeny of
ascomycetous yeasts from analysis of
nuclear large subunit (26S) ribosomal
DNA partial sequences”, Antonie van
Leeuwenhoek 67: pp. 151-171.
11. Manitis T., Fritsch E.F., Sambrook J.
(1982),
“Molecular
cloning:
a

laboratory manual. Cold Spring Harbor
laboratory: Cold Spring Harbor”, New
York U.S.A. pp. 187-209.
12. Park Y.C., Kim S.J., Choi J.H., Lee
W.H., Park K.M., Kawamukai M., Ryu
Y.W., Seo J.H. (2005), „Batch and fedbatch production of coenzyme Q10 in
recombinant Escherichia coli containing
the decaprenyl diphosphate synthase gene
from Gluconobacter suboxydans”, Appl
Microbiol Biotechnol 67: pp. 192–196.
13. Seo, M. J. and Kim S.O. (2010), “Effect
of Limited Oxygen Supply on
Coenzyme Q10 Production and Its
Relation to Limited Electron Transfer
and Oxidative Stress in Rhizobium
radiobacter T6102”, J. Microbiol.
Biotechnol, 20(2): pp. 346–349.
14. Yen H.W., Chiu. C.H. (2007), “The
inluences of aerobic-dark and anaerobiclight cultivation on CoQ10 production
by Rhodobacter sphaeroides in the
submerged fermenter”, Enzyme and
Technology 41: pp. 600-604.
15. Yen H.W. and Shih T.Y., (2009),
“Coenzyme
Q10
production
by
Rhodobacter sphaeroides in stirred tank
and in airlift bioreactor”, Bioprocess
Biosyst Eng, 32: pp. 711-716.

16. Zhang D., Shrestha B., Li Z., Tan T.,
(2007), “Ubiquinone-10 production
using Agrobacterium tumefaciens dps
gene in Escherichia coli by coexpression
system”, Mol. Biotechnol, 35(1): pp.1-14
17. Zhong W., Fang J., Liu H., Wang X.,
(2009), Enhanced production of CoQ10
by newly isolated Sphingomonas sp.
ZUTEO3 with a coupled fermentation–
extraction process, J Ind Microbiol
Biotechnol, 36: pp. 687–693.

J. Genetics and Applications – Special Issue: Biotechnology
Institute of Microbiology and Biotechnology, Vietnam National University, Hanoi

12


Di truyền học và ứng dụng – Chuyên san Công nghệ sinh học

Số 6 – 2010

SUMMARY
TAXONOMIC STUDY OF YEAST STRAIN PL5-2 AND OPTIMIZATION
OF CULTURAL CONDITIONS FOR GROWTH AND COQ10
PRODUCTION
Tran Thi Le Quyen, Dao Thi Luong
Institute of Microbiology and Biotechnology, Vietnam National University, Hanoi
Coenzyme Q10 (CoQ10) functions in the mitochondrial respiratory chain and serves as a
lipophilic antioxidant. There is an increasing interest in the use of CoQ10 as a nutritional

supplement and cosmetic ingredient. It is known that CoQ10 is produced in a wide variety of
organisms, from microorganisms such as bacteria and yeasts, to higher animals and plants. In
previous study, yeast strain PL 5-2 isolated from leaf in Phongnha-Kebang national park
produced the highest amount of CoQ10. Colony and cell morphologies as well as and D1/D2
26S rDNA sequence analysis idenified the strain PL 5-2 as Rhodosporidium paludigenum.
Optimization of cultural conditions such as oxygen supply, light irradiation and natural
precursors was performed in order to improve the production of CoQ10. The results showed that
additional aeration condition was improved the yeast growth and CoQ10 production but not for
light irradiation. CoQ10 production of the yeast was considerably increase of 10-15% and 3-5%
by adding natural precursors of CoQ10 from carrot and tomato juices, respectively. Of 8
methods selected for CoQ10 extraction, the methods 1, 5 and 6 demonstrated highly effective
protocols for extracting CoQ10 from the yeast.
*Công trình được hỗ trợ kinh phí từ đề tài: “Tuyển chọn và nghiên cứu các chủng nấm men
sinh Coenzym Q10 nhằm ứng dụng trong lĩnh vực y học và mỹ phẩm”- QG09-47
* Người thẩm định: GS.TS. Phạm Văn Ty

J. Genetics and Applications – Special Issue: Biotechnology
Institute of Microbiology and Biotechnology, Vietnam National University, Hanoi

13