[發明專利]一株伯克霍爾德氏菌高產毒黃素的發酵策略

有效

• 申請號: 201811330943.5
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN111172050B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 汪仁;李曉丹;陸玲;周佳宇;李宜奎;王松風;王蓉
• 申請（專利權）人: 江蘇省中國科學院植物研究所;南京師范大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/38;C12P17/18;C12R1/01
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提高伯克霍爾德氏菌(Burkholderia sp.HDXY?02)的毒黃素產量發酵策略，屬于微生物發酵技術領域。菌株HDXY?02已保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC No.14054。本發明確定最佳接種量為3%，培養溫度為30℃。通過單因子實驗和統計分析，確定最優培養基為：葡萄糖（19.24 g/L）、蛋白胨（20.45 g/L）、苯丙氨酸（0.472 g/L）、K₂HPO₄（1.5 g/L）、MgSO₄（0.75 g/L），pH7.0。優化后毒黃素產量達1533 mg/L，較優化前提高了296%，為微生物發酵法高產毒黃素提供了一種可行的發酵策略。

技術領域

本發明屬于微生物發酵技術領域，具體地說，是一株伯克霍爾德氏菌產毒黃素的發酵策略，尤其是一種大幅度提高該菌株毒黃素產量的發酵條件的優化策略。

背景技術

毒黃素是由微生物合成的一種小分子物質，分子式為C₇H₇N₅O₂，摩爾質量為193g/mol。研究發現其可以用作抗菌劑和抗腫瘤劑。毒黃素對多種病原菌具有拮抗能力。此外，其還具有較強的抗腫瘤活性，對肺癌細胞、卵巢癌細胞及胃癌細胞等多種癌癥細胞都具有很好的抑制活性。因此，毒黃素作為新興抗生素和抗腫瘤劑藥物在細胞凋亡方面的研究具有很高的研究價值，在應用上，通過各種結構修飾，可降低其毒性，作為抗生素和抗癌藥物，具有一定的商業前景。

目前可以通過化學或微生物法合成毒黃素，但化學合成一般步驟復雜，所需有機試劑較多，具有副產物多、污染環境等缺點。微生物法生產毒黃素，其較化學生產法具有反應條件溫和、原料利用率高、工藝簡單、易于控制等優點，同時有利于環境保護，易于推廣應用。但目前毒黃素在微生物中的產量較低，其產量的提升仍有很大潛力。

微生物合成代謝物的能力，不僅僅取決于菌種本身的代謝特性，也取決于培養條件和培養基成分，如碳氮源、培養溫度、pH值、溶氧等。

統計學方法已被廣泛地運用于發酵條件和高產培養基優化的研究中。Plackett-Burman設計(PBD)和響應面分析(RSM)克服了傳統的單因素法實驗次數多、實驗周期長等缺點，可以從眾多影響因子中快速有效地篩選出主效因子并實現其水平的優化。PBD和Box-Behnken設計(BBD)等統計學方法的應用大大提高了優化工作的效率，已被廣泛地應用于多種微生物發酵條件優化工作中。

同樣，影響微生物合成毒黃素的因素很多，除菌種外，還有培養溫度、pH、培養時間和培養基成分等。通過分離環境中高產毒黃素菌株，并在此基礎上優化菌株的發酵條件及培養基配方，保持菌株的最佳生長條件以及代謝物合成的最佳培養基成分，使菌株處于合成目標代謝物的最佳狀態中，可最大程度提高菌株產毒黃素的效率，是解決目前毒黃素原料來源制的一條重要途徑。

發明內容

本發明的目的在于提供：一株伯克霍爾德氏菌(Burkholderia sp.)HDXY-02的發酵策略，尤其是一種大幅度提高該菌株毒黃素產量的發酵條件的優化策略。

本發明所涉及的一株伯克霍爾德菌(拉丁文分類命名為Burkholderia sp.)，所述菌株的登記入冊編號為CGMCC No.14054，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏單位地址為北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，保藏日期為2017年4月20日。