[發(fā)明專利]一株小白鏈霉菌及其在生產(chǎn)ε-聚賴氨酸中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011408805.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112359002B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳旭升;毛忠貴;王靚;張建華;張宏建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;C12P13/02;C12R1/465
• 代理公司: 哈爾濱市陽(yáng)光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 仇鈺瑩

本發(fā)明公開(kāi)了一株小白鏈霉菌及其在生產(chǎn)ε?聚賴氨酸中的應(yīng)用，屬于微生物發(fā)酵工程領(lǐng)域。本發(fā)明提供的小白鏈霉菌(Streptomyces albulus)GS114能夠在含有10μg/ml以上的鏈霉素、慶大霉素和利福霉素中的一種或幾種的瓊脂培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，顯示出很強(qiáng)的抗生素抗性，并能夠在pH2.5?3.0的液體培養(yǎng)基中正常生長(zhǎng)和大量合成ε?PL，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)酵200h后，發(fā)酵液中ε?聚賴氨酸濃度為65.7g/L，發(fā)酵240h后ε?聚賴氨酸產(chǎn)量達(dá)到80.0g/L以上。該菌株還具有良好的傳代穩(wěn)定性，是一株極具潛力的ε?PL工業(yè)生產(chǎn)菌株。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一株小白鏈霉菌及其在生產(chǎn)ε-聚賴氨酸中的應(yīng)用，屬于微生物發(fā)酵工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

ε-聚賴氨酸（簡(jiǎn)寫ε-PL）是一種主要由小白鏈霉菌（Streptomyces albulus）經(jīng)深層好氧發(fā)酵分泌獲得的一種同型氨基酸聚合物，聚合度一般為25~35。作為生物防腐劑，ε-PL具有抑菌譜廣、易溶于水、熱穩(wěn)定強(qiáng)、安全性高等特點(diǎn)，，被日本、韓國(guó)、美國(guó)、歐洲和中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)批準(zhǔn)應(yīng)用于食品和化妝品等領(lǐng)域；而作為生物聚合物，ε-PL則被廣泛用作生物可降解材料、藥物載體、生物芯片外被、乳化劑、高吸收性水凝膠和抗癌增進(jìn)劑等領(lǐng)域。由此可見(jiàn)，ε-PL是一種性能優(yōu)良、用途廣泛的新型工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。然而，由于生產(chǎn)菌ε-PL合成能力弱，造成的發(fā)酵水平低、提取難度大和生產(chǎn)成本高一直是困擾ε-PL大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。因此，選育ε-PL高產(chǎn)菌株，提高ε-PL發(fā)酵水平以降低其生產(chǎn)成本，對(duì)推動(dòng)ε-PL產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要價(jià)值和意義。

目前為止，巖田敏治等在中國(guó)申請(qǐng)的專利（名稱：大量生產(chǎn)ε-聚-L-賴氨酸的菌株和生產(chǎn)方法，專利號(hào)：97182253.0）公開(kāi)了一株對(duì)濃度10 mg/mL或更高濃度的S-2-氨基乙基-L-半胱氨酸（AEC）具有抗性的高產(chǎn)誘變菌B21021（FERM BP-5926），并從發(fā)酵液中分離和提取了ε-PL。1989年，日本Chisso公司利用小白色鏈霉菌實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，ε-PL產(chǎn)量達(dá)到48.3 g/L，為國(guó)際上報(bào)道的最高水平。

賈士儒等的專利（名稱：一種誘變菌株白色鏈霉菌TUST2及利用該誘變菌株生產(chǎn)ε-聚賴氨酸及其鹽的方法，專利號(hào)：200710057098.4）公開(kāi)了一株經(jīng)紫外誘變、化學(xué)誘變相與氮離子注入等誘變方法選育出的、對(duì)10 mg/mL或更高的AEC和ε-PL具有抗性的高產(chǎn)菌株TUST2，其ε-PL產(chǎn)量為20 g/L。

宋存江等申請(qǐng)的專利（名稱：一株鏈霉菌及其應(yīng)用，專利號(hào)：201210081685.8）中公開(kāi)了一株生產(chǎn)ε-PL的鏈霉菌Streptomyces sp. NK-49（CCTCC No. 5932），以及利用該菌發(fā)酵生產(chǎn)ε-PL和產(chǎn)物分離純化的方法，ε-PL的產(chǎn)量為0.8~2.4 g/L。

徐虹等申請(qǐng)的專利（名稱：一種小白鏈霉菌及其在制備聚賴氨酸和聚二氨基丁酸中的應(yīng)用）公開(kāi)了一株小白鏈霉菌Streptomyces albulus PD-1（CCTCCM 2011043），采用該菌作為出發(fā)菌株進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)后，ε-PL產(chǎn)量達(dá)到30 g/L以上；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)在PD-1的基因組上過(guò)表達(dá)銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因amtB構(gòu)建了一株小白鏈霉菌基因工程菌Streptomyces albulus PD-4，提高了氮源利用效率，ε-PL的產(chǎn)量達(dá)到35.7 g/L。雖然工程菌的ε-PL合成效率有所提高，但由于基因工程僅提高了單一代謝通路、而不是多條代謝通路的強(qiáng)度，因此小白鏈霉菌ε-PL產(chǎn)量仍有提升空間。

目前雖然已報(bào)道了幾株ε-PL高產(chǎn)菌，但就其ε-PL和葡萄糖轉(zhuǎn)化率而言，據(jù)日本的報(bào)道還有一定的距離。因此，篩選具有更高產(chǎn)量的ε-PL生產(chǎn)菌株十分重要。常見(jiàn)的ε-PL高產(chǎn)菌株的選育的方法是篩選具有L-賴氨酸結(jié)構(gòu)類似物抗性和產(chǎn)物ε-PL抗性的突變菌株，然而這些“篩子”篩選效果一般，價(jià)格也十分昂貴，不適合大規(guī)模的應(yīng)用于育種工作。

發(fā)明內(nèi)容