[發(fā)明專利]一株類芽孢桿菌及其在生產(chǎn)堿性果膠酶中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210064549.8
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN103305433A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋江寧;王輝林;李小曼;馬延和
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)生物技術(shù)研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N9/26;C12P19/14;C12R1/01
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一株類芽孢桿菌及其在生產(chǎn)堿性果膠酶中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

堿性果膠酶(E.C.4.2.2.2)是一類能在堿性條件下高效分解植物組織中果膠質(zhì)(由D-半乳糖醛酸以α-1，4糖苷鍵連接形成的直鏈狀的聚合物)的酶的總稱。堿性果膠酶是紡織用酶的一種，主要應(yīng)用于棉織物的生物精練，除去棉纖維中的果膠等雜質(zhì)。酶處理法相比于傳統(tǒng)堿處理法，具有條件溫和、環(huán)境友好、能耗低、易實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)等優(yōu)勢，也可提高棉織物的品質(zhì)，所以酶處理工藝取代傳統(tǒng)高溫高堿的化學(xué)工藝具有重要意義。

由于堿性果膠酶在生物精煉中發(fā)揮重要的作用，許多國內(nèi)外學(xué)者從事這方面的研究工作?，F(xiàn)有菌株的堿性果膠酶產(chǎn)量往往處于較低的水平，即便經(jīng)過了發(fā)酵優(yōu)化，酶活力也只有1～10U/mL。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一株類芽孢桿菌及其在生產(chǎn)堿性果膠酶中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供的類芽孢桿菌(Paenibacillus?sp.)，命名為SJN-PL0602，已于2012年1月9日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(簡稱CGMCC，地址為：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號)，保藏號為CGMCC?No.5696。類芽孢桿菌(Paenibacillus?sp.)SJN-PL0602?CGMCC?No.5696簡稱類芽孢桿菌SJN-PL0602。

所述類芽孢桿菌SJN-PL0602可用于生產(chǎn)堿性果膠酶。

本發(fā)明還保護(hù)一種生產(chǎn)堿性果膠酶的方法，包括如下步驟：

(1)將類芽孢桿菌SJN-PL0602接種至發(fā)酵培養(yǎng)基，得到OD_600nm＝0.05-0.15(如0.05-0.1或0.1-0.15)的發(fā)酵初始體系；

(2)將發(fā)酵初始體系進(jìn)行如下發(fā)酵：先30-37℃(如30-35℃或35-37℃)振蕩培養(yǎng)8-12小時(如8-10小時或10-12小時)，再22-26℃(如20-24℃或24-26℃)振蕩培養(yǎng)36-40小時(如36-38小時或38-40小時)，得到堿性果膠酶。

所述發(fā)酵培養(yǎng)基制備方法如下：取5-12g(如5-9g或9-12g)蛋白胨、10-24g(如10-17g或17-24g)酵母提取物、3-5g(如3-4g或4-5g)甘油、3-6g(如3-5g或5-6g)果膠、0.02-0.1g(如0.02-0.06g或0.06-0.1g)CaCl₂、2.31-3g(如2.31-2g或2-3g)磷酸二氫鉀和12.54-15g(如12.54-14g或14-15g)磷酸氫二鉀，用水溶解并定容至1L。

所述發(fā)酵培養(yǎng)基的pH可為7.0-7.5(如7.0-7.2或7.2-7.5)。

所述類芽孢桿菌SJN-PL0602可以以種子液的方式接種至所述發(fā)酵培養(yǎng)基。

所述種子液的制備方法如下：將類芽孢桿菌SJN-PL0602接種至種子培養(yǎng)基，30-37℃(如30-35℃或35-37℃)振蕩培養(yǎng)至OD_600nm＝1-3(如1-2或2-3)，即為種子液。

所述種子培養(yǎng)基的制備方法如下：取10-24g(如10-17g或17-24g)胰蛋白胨、5-12g(如5-9g或9-12g)酵母提取物和5-10g(如5-8g或8-10g)氯化鈉，用水溶解并定容至1L。

所述種子培養(yǎng)基的pH可為6.8-7.2(如6.8-7.0或7.0-7.2)。

以上任一所述振蕩培養(yǎng)可為150-200r/min(如150-180r/min或180-200r/min)的振蕩培養(yǎng)。

以上任一所述方法生產(chǎn)得到的堿性果膠酶均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

所述堿性果膠酶可用于降解多聚半乳糖醛酸。

所述堿性果膠酶可用于以多聚半乳糖醛酸為底物生產(chǎn)不飽和多聚半乳糖醛酸。

所述堿性果膠酶為具有如下功能的物質(zhì)：在堿性環(huán)境(如pH9.4)中，將多聚半乳糖醛酸轉(zhuǎn)化為不飽和多聚半乳糖醛酸。

本發(fā)明從天津鹽堿地土壤分離篩選出一株類芽孢桿菌，具有生產(chǎn)堿性果膠酶的能力。本發(fā)明還提供了基于該類芽孢桿菌生產(chǎn)堿性果膠酶的方法，即采用雙階段表達(dá)，首先在較高溫度條件下使菌體快速生長，再通過低溫表達(dá)策略實(shí)現(xiàn)果膠裂解酶的高效表達(dá)。低溫培養(yǎng)有利于酶的正確折疊和實(shí)現(xiàn)其胞外分泌，同時也減少了發(fā)酵液中蛋白酶的積累，有益于堿性果膠酶的保藏穩(wěn)定性。采用本發(fā)明的方法，發(fā)酵上清的酶活力可達(dá)到較高水平(28U/mL)，具備潛在工業(yè)化價值(如麻類脫膠、生物制漿、環(huán)境保護(hù)等行業(yè))，為后續(xù)的工業(yè)化研究奠定了基礎(chǔ)。