[發(fā)明專利]提高紅霉素生產(chǎn)菌的碳源利用率和轉(zhuǎn)化效率從而改進(jìn)紅霉素合成效率的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610380439.0
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN107446944B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 儲炬;陳沖沖;黃明志;洪銘;莊英萍;歐陽立明;宋佳麗
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: C12N15/74
• 分類號: C12N15/74;C12N1/21;C12P19/62;C12R1/01
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳靜

本發(fā)明涉及一種提高紅霉素生產(chǎn)菌的碳源利用率從而改進(jìn)紅霉素合成效率的方法。本發(fā)明還提供了一種碳源利用率改進(jìn)的紅霉素生產(chǎn)菌。本發(fā)明還提出了在定量代謝流分析基礎(chǔ)上，通過基因工程手段來改變不同碳源利用比例，進(jìn)而改善紅霉素合成效率的方法，為工業(yè)微生物菌株的選育提供了新的思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物發(fā)酵工程領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及提高紅霉素生產(chǎn)菌的碳源利用率和轉(zhuǎn)化效率從而改進(jìn)紅霉素合成效率的方法。

背景技術(shù)

紅霉素是一種大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，在抗生素、抗癌藥物和免疫抑制劑等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。紅霉素具有多種組分，其中紅霉素A的抗菌活性最好，以它為原料藥合成的第二、三代紅霉素衍生物己廣泛應(yīng)用于臨床。工業(yè)上，紅霉素主要通過Saccharopolysporaerythraea發(fā)酵獲得。為了提高紅霉素產(chǎn)量，有許多研究從工藝優(yōu)化和新菌種構(gòu)建兩方面著手。Zou等在初始培養(yǎng)基中添加玉米漿促進(jìn)了菌體的前期生長，最終使紅霉素效價提高了22.2％(Zou X等，Oxygen Uptake Rate Optimization with Nitrogen Regulation forErythromycin Production and Scale-up from 50L to 372M(3)Scale[J].BioresourTechnol，2009，100(3)：1406-1412)。El-Enshasy等采用甘蔗糖蜜替代葡萄糖后結(jié)合補(bǔ)加正丙醇工藝使紅霉素產(chǎn)量提高了33％(El-Enshasy H A等，Improvement of ErythromycinProduction by Saccharopolyspora Erythraea in Molasses Based Medium throughCultivation Medium Optimization[J].Bioresour Technol，2008，99(10)：4263-4268)。此外，Zou等通過比較不同補(bǔ)糖模式條件下的發(fā)酵過程參數(shù)，發(fā)現(xiàn)依據(jù)生理參數(shù)pH的補(bǔ)糖模式優(yōu)于依據(jù)殘?zhí)菨舛鹊难a(bǔ)糖模式(Zou X等，Response Surface Methodology forOptimization of the Erythromycin Production by Fed-Batch Fermentation Usingan Inexpensive Biological Nitrogen Source[J].Chemical And BiochemicalEngineering Quarterly，2010，24(1)：95-100)。另一方面，通過將外源基因如S-腺苷甲硫氨酸(SAM)合成酶基因和透明顫菌血紅蛋白基因(vhb)整合到S.erythraea染色體中，增加胞內(nèi)甲基供體和氧的供應(yīng)，也可以提高紅霉素產(chǎn)量。

紅霉素A由起始單位丙酰CoA與6個延伸單位(2S)-甲基丙二酰CoA經(jīng)過6次縮合反應(yīng)后形成6-脫氧紅霉素內(nèi)酯(6dEB)，6dEB經(jīng)甲基化和羥基化后連接兩個脫氧糖基而形成。外源正丙醇是紅霉素前體丙酰CoA和甲基丙二酰CoA的重要供應(yīng)來源。本發(fā)明人在前期研究中發(fā)現(xiàn)控制補(bǔ)加正丙醇和葡萄糖的比例能明顯提高紅霉素產(chǎn)量，但正丙醇并沒有全部用于紅霉素合成，有45％-77％正丙醇進(jìn)入了TCA循環(huán)，用作菌體生長的碳源和能源，從而造成了高價值的正丙醇浪費(fèi)(Chen Y等，Controlling the Feed Rate of Glucose and Propanolfor the Enhancement of Erythromycin Production and Exploration of PropanolMetabolism Fate by Quantitative Metabolic Flux Analysis[J].Bioprocess AndBiosystems Engineering，2013，36(10)：1445-1453)。

因此，本領(lǐng)域還有必要進(jìn)一步研究提高紅霉素生產(chǎn)菌的碳源利用率和轉(zhuǎn)化效率從而改進(jìn)紅霉素合成效率的方法，以提高工業(yè)生產(chǎn)紅霉素的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供提高紅霉素生產(chǎn)菌的碳源利用率和轉(zhuǎn)化效率從而改進(jìn)紅霉素合成效率的方法。