[發明專利]利用化學觸發劑提升FK506產量的方法

有效

• 申請號: 201810085143.5
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108220359B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 聞建平;王成;崔佳琦
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C12P17/18
• 分類號: C12P17/18;C12R1/465
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

本發明提出利用化學觸發劑提升FK506產量的方法。通過向FK506發酵過程中外源添加化學觸發劑；化學觸發劑包括胞內信號分子、組蛋白抑制劑、含硫化合物、稀土元素以及重金屬離子的一種或幾種的組合。添加化學觸發劑添加量為25μmol/L?150mmol/L；添加到FK506發酵培養基中，繼續發酵72h，從發酵液中提取FK506原料產品。通過采用單獨或組合添加上述不同類型的化學觸發劑，FK506的最終發酵產量較出發菌株(184mg/L)產量可提升64.67％。

技術領域

本發明屬于生物醫藥發酵領域，具體涉及一種提升FK506產量的不同化學觸發劑及其組合添加的發酵方法。特別提出利用化學觸發劑提升FK506產量的方法。

背景技術

他克莫司(Tacrolimus，簡稱FK506)是一種23元大環內酯類免疫抑制劑，主要由筑波鏈霉菌(Streptomyces tsukubaensis)發酵而獲得。由于FK506具有較強的免疫抑制特性，已被廣泛應用于器官移植、皮膚病、自身免疫系統紊亂以及癌癥等多種疾病治療之中。目前，國內外關于如何提升FK506發酵產量的報道較多，其方法主要包括采用物理或化學方法進行菌株誘變、莽草酸和油脂耐受性馴化以及基因工程改造等策略來獲得FK506高產菌株。但是，上述方法所獲得的FK506高產菌株，均存在穩定性差、回復突變率高以及基因工程操作困難等缺陷。因此，探索和開發新型FK506發酵策略，進而實現FK506發酵菌株穩定、高產勢在必行。

FK506是S.tsukubaensis胞內合成的一種次級代謝產物，其合成過程受到糖酵解、磷酸戊糖、中心碳以及氨基酸等多條初級、次級代謝途徑的調控和控制，因而探索和開發如何提升S.tsukubaensis胞內FK506合成初級、次級途徑中關鍵基因以及途徑的表達水平和通量，是一種有效增強S.tsukubaensis發酵FK506穩產、高產的策略。研究表明，胞內信號分子或營養物質可參與次級代謝產物合成過程中胞內信號級聯反應，進而調控微生物次級代謝途徑通量。含硫化合物通過影響微生物次級代謝產物合成前體途徑中相關調控基因的轉錄水平，進而控制微生物相關次級代謝產物的產生。稀土元素可在基因翻譯水平上影響次級代謝產物合成途徑中相關基因的表達強度，最終影響微生物次級代謝產物的合成。另外，重金屬在次級代謝合成途徑中可作為信號轉導分子調節相關酶的活力，進而影響微生物次級代謝產物的形成。因此，本發明專利將化學觸發劑首次引入到S.tsukubaensis發酵產FK506研究中，旨在研究化學觸發劑對S.tsukubaensis發酵FK506產量的影響，探索和開發出一種新型FK506發酵策略。

發明內容

為解決現有FK506發酵產量較低的問題，本發明提供了利用化學觸發劑提升FK506產量的方法；具體技術方案如下：

利用化學觸發劑提升FK506產量的方法；通過向FK506發酵過程中外源添加化學觸發劑；化學觸發劑包括胞內信號分子、組蛋白抑制劑、含硫化合物、稀土元素以及重金屬離子的一種或幾種的組合。

添加化學觸發劑添加量為25μmol/L-150mmol/L；添加到FK506發酵培養基中，繼續發酵72h，從發酵液中提取FK506原料產品。

外源添加化學觸發劑包括如下：

胞內信號分子包括：r-丁內酯或N-乙酰氨基葡萄糖；

組蛋白抑制劑包括：丁酸鈉；

含硫化合物包括：二甲基亞砜(DMSO)；

稀土元素包括：LaCl₃、ScCl₃或HoCl₃；

重金屬離子包括：MnCl₂或ZnCl₂；

不同化學觸發劑組合包括：丁酸鈉和DMSO，或LaCl₃和DMSO。