[發明專利]一株具有γ?氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜熱鏈球菌及其應用

有效

• 申請號: 201410480097.0
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104293699B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 孔健;郭婷婷;王婷;高曉彤
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;A23C9/12;C12R1/46
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 李健康

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及一株具有γ-氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜熱鏈球菌及其應用。?

背景技術

嗜熱鏈球菌是重要的發酵劑菌株，與德氏乳桿菌保加利亞亞種或瑞士乳桿菌混合發酵生產酸奶、硬奶酪等發酵乳制品。嗜熱鏈球菌通過產生乳酸、胞外多糖、香味物質等賦予產品特殊的風味和質地，是公認的安全級食品微生物。全世界嗜熱鏈球菌年消費量達10²¹菌體細胞。目前選育的嗜熱鏈球菌發酵劑菌株，在保證快速產酸、產黏及產生濃郁香味的傳統優良特性的基礎上，對增強菌株的益生特性方面給予極大關注。?

γ-氨基丁酸(gama-amino?butyric?acid，GABA)一種天然存在的非蛋白組成氨基酸，廣泛存在于動植物體內，參與多種代謝活動，具有鎮靜神經、抗焦慮、提高腦活力和改善睡眠等生理功能，是一種抑制性神經遞質。隨著研究的深入，GABA已經成為一種新型功能性因子，逐漸應用于醫藥和食品加工業。GABA的制備方法包括化學合成法和生物合成法。化學合成的GABA，成本高且使用有毒溶劑提取，產品缺乏安全性，不宜用于食品添加；而生物合成法安全性高，產物可以達到食品級標準。生物合成法主要是利用微生物的谷氨酸脫羧酶(Glutamate?decarboxylase,GAD)催化L-谷氨酸發生脫羧反應轉化為GABA。許多微生物都編碼有谷氨酸脫羧酶，目前利用大腸桿菌固定化細胞轉化谷氨酸為GABA的效率高達85％。但是大腸桿菌菌株本身存在極大安全隱患，因而利用食品安全級菌株生產GABA在食品工業中有巨大的應用潛力。?

谷胱甘肽(GSH)是另一種廣泛存在于動植物體內由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的功能性三肽化合物。由于GSH分子中含有一個還原性的巰基，可通過氧化脫氫作用將活性氧還原，從而消除細胞內的自由基，因此GSH在保護細胞抵抗氧化脅迫中具有重要的作用。此外，GSH的巰基能夠螯合重金屬、氟化物等起到解毒的功能。鑒于GSH重要的生理功能，不僅作為藥物應用于臨床，還可以廣泛應用于延緩衰老、增強免疫力、抗腫瘤等功能性食品中。利用微生物合成GSH包括兩個步驟，首先L-谷氨酸和L-半胱氨酸在γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶催化下生成γ-谷氨酰半胱氨酸，然后在谷胱甘肽合成酶的催化下γ-谷氨酰半胱氨酸與甘氨酸縮合形成GSH。目前比較基因組分析發現，嗜熱鏈球菌細胞內催化上述兩種反應的酶融合成為由一種酶即谷胱甘肽合成酶直接催化合成谷胱甘肽的反應，使得嗜熱鏈球菌產生谷胱甘肽，由此提高了嗜熱鏈球菌發酵乳制品的益生性。鑒于此，開發或篩選具有γ-氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜熱鏈球菌能夠同時產生γ-氨基丁酸和谷胱甘肽以極大的滿足人們對發酵乳制品的功能性要求有重要的意義。?

發明內容

針對傳統發酵乳制品菌株益生特性不足，本發明要解決的問題是提供一株具有γ-氨基丁酸(GABA)和谷胱甘肽(GSH)合成能力的嗜熱鏈球菌及其應用。?

本發明所述的具有γ-氨基丁酸和谷胱甘肽合成能力的嗜熱鏈球菌，其特征在于：該菌株命名為嗜熱鏈球菌(Streptococcus?thermophilus)ST1，已于2014年8月29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”，其保藏編號為CGMCC?No.9781。?

上述嗜熱鏈球菌(Streptococcus?thermophilus)CGMCC?No.9781分離自新疆傳統發酵酸奶中，是一株能夠轉化谷氨酸產生GABA并利用谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸合成GSH的嗜熱鏈球菌，具有嗜熱鏈球菌的典型特征：革蘭氏陽性、兼性厭氧，無芽孢，不運動；菌落較小且大小均一，邊緣整齊；細胞呈橢球形，液體培養時以鏈狀出現；其生理生化特征是：過氧化氫酶陰性，V-P反應陰性，吲哚反應陰性，詳見表1。?

表1：嗜熱鏈球菌CGMCC?No.9781的生理生化特征?

上述嗜熱鏈球菌(Streptococcus?thermophilus)CGMCC?No.9781生長溫度為37-42℃，最適生長溫度為42℃。?

上述嗜熱鏈球菌(Streptococcus?thermophilus)CGMCC?No.9781在MRS培養基中快速生長，靜置培養12小時后，pH值4.54，乳酸產量為3.6g/L。?