[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)N-乙酰神經(jīng)氨酸的發(fā)酵方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910135109.9
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109628512B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳金勇;陳祥松;李翔宇;姚建銘;王紀;袁麗霞;王煜;朱薇薇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院;武漢中科光谷綠色生物技術(shù)有限公司
• 主分類號: C12P13/02
• 分類號: C12P13/02;C12N1/19
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 周文波

本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)N?乙酰神經(jīng)氨酸的發(fā)酵方法，涉及N?乙酰神經(jīng)氨酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開的生產(chǎn)N?乙酰神經(jīng)氨酸的發(fā)酵方法，其包括在發(fā)酵過程中，往接種有產(chǎn)N?乙酰神經(jīng)氨酸菌的發(fā)酵培養(yǎng)基中添加補料液，補料液含有甘油和添加劑；添加劑選自N?乙酰葡萄糖胺和聚磷酸類物質(zhì)中的一種或兩種的組合。該發(fā)酵方法通過對補料液的組分或用量優(yōu)化，提高了N?乙酰神經(jīng)氨酸的合成率，同時提高N?乙酰神經(jīng)氨酸的產(chǎn)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及N-乙酰神經(jīng)氨酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種生產(chǎn)N-乙酰神經(jīng)氨酸的發(fā)酵方法。

背景技術(shù)

N-乙酰神經(jīng)氨酸(N-acetyl neuraminic acid，NeuAc)是含有9個碳原子，并具有吡喃糖結(jié)構(gòu)的酸性氨基糖，是唾液酸家族的主要成員之一。NeuAc廣泛分布于哺乳動物體內(nèi)，是細胞膜蛋白的重要組成部分，參與機體多種生理功能：1)抗識別作用；2)提高嬰幼兒智力和記憶力；3)抑制白細胞黏附和消炎；4)抗腫瘤、抗病毒；5)抗老年癡呆，等。NeuAc廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域、保健品領(lǐng)域、化妝品領(lǐng)域、醫(yī)藥前體及疾病診斷等，具有重大的市場價值。

目前N-乙酰神經(jīng)氨酸的主要生產(chǎn)方法包括：生物酶催轉(zhuǎn)化、聚唾液酸發(fā)酵水解法及基因工程菌直接發(fā)酵。生物酶催轉(zhuǎn)化因為轉(zhuǎn)化前體N-乙酰葡萄糖胺和丙酮酸及能量供體ATP成本高，導致NeuAc合成成本高。聚唾液酸水解法由于其發(fā)酵產(chǎn)量低及后處理復雜，成本也居高不下。基因工程菌通過對大腸桿菌模式菌株基因改造，使之能夠利用普通廉價的碳源進行高密度發(fā)酵，并達到較高的NeuAc產(chǎn)量，近年來受到廣泛重視。雖然基因工程菌來源的NeuAc成本已經(jīng)大幅度降低，但是產(chǎn)量還是相對較低，較高的成本限制了其應(yīng)用范圍。

鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)N-乙酰神經(jīng)氨酸的發(fā)酵方法。該發(fā)酵方法通過對補料液的組分或用量優(yōu)化，提高了N-乙酰神經(jīng)氨酸的合成率，同時提高N-乙酰神經(jīng)氨酸的產(chǎn)量。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)N-乙酰神經(jīng)氨酸的發(fā)酵方法，在發(fā)酵過程中，往接種有產(chǎn)N-乙酰神經(jīng)氨酸菌的發(fā)酵培養(yǎng)基中添加補料液；

其中，所述補料液含有甘油和添加劑；所述添加劑選自N-乙酰葡萄糖胺和聚磷酸類物質(zhì)中的一種或兩種的組合。

本發(fā)明中通過添加N-乙酰神經(jīng)氨酸前體物質(zhì)N-乙酰葡萄糖胺可以促進NeuAc的合成，提高單位時間NeuAc的合成量，并且最終產(chǎn)量也有提高。添加聚磷酸類物質(zhì)，可以促進體內(nèi)ATP的合成，給細胞提高更多能量，且促進N-乙酰葡萄糖胺異構(gòu)化為N-乙酰甘露糖胺，從而更快速和高效合成NeuAc，同時產(chǎn)量能夠提高。

進一步地，在本發(fā)明的一些實施方案中，所述補料液以7～16ml/(L*h)的速率(即每L發(fā)酵培養(yǎng)基，每小時添加的補料液7～16ml)添加至所述發(fā)酵培養(yǎng)基中。

發(fā)明人驚喜的發(fā)現(xiàn)補料液的添加速率能夠影響N-乙酰神經(jīng)氨酸的合成速率以及產(chǎn)量，在以合適的速率添加補料液可以提高N-乙酰神經(jīng)氨酸的合成速率以及產(chǎn)量，這是本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)的。具體的，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)以7～16ml/(L*h)的速率添加補料液，N-乙酰神經(jīng)氨酸的合成速率以及產(chǎn)量得到提高，尤其是以11ml/(L*h)的速率添加，N-乙酰神經(jīng)氨酸的合成速率以及產(chǎn)量具有明顯的提高。

進一步地，在本發(fā)明的一些實施方案中，所述補料液以8-14ml/(L*h)的速率添加至所述發(fā)酵培養(yǎng)基中。

進一步地，在本發(fā)明的一些實施方案中，所述補料液以7-11ml/(L*h)的速率添加至所述發(fā)酵培養(yǎng)基中。

進一步地，在本發(fā)明的一些實施方案中，所述補料液以7-16ml/(L*h)的速率添加至所述發(fā)酵培養(yǎng)基中。