[發明專利]一株多粘類芽孢桿菌SWGC4112及其培養方法和應用

有效

• 申請號: 202011472035.7
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112501071B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 賈振華;張翔;李冉;宋聰;宋水山;孫勁沖
• 申請（專利權）人: 河北省科學院生物研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P13/04;C12R1/01
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產權代理事務所(普通合伙) 11617
• 代理人: 黃淑娟

本發明提供一株多粘類芽孢桿菌SWGC4112及其培養方法和應用，涉及功能菌開發技術領域。本發明所述多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa)SWGC4112的保藏編號為CGMCC No.13356，本發明所述菌株是一種能夠以丁烯酸為底物催化合成R?3?氨基丁酸的新菌種，該菌株能夠表達產生天冬氨酸酶，通過該菌種能夠實現R?3?氨基丁酸高純度的制備，其轉化率100％，光學純度達到100％。使用本發明的菌株進行不對稱還原工藝，反應條件溫和，節能，環保，更重要的是顯著提高了經濟效益，具有很好的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于功能菌開發技術領域，具體涉及一株多粘類芽孢桿菌SWGC4112及其培養方法和應用。

背景技術

木糖是一種五碳糖，具有D-和L-兩種構型。D-木糖主要存在于植物和動物體內，R-3-氨基丁酸在自然界中不存在，而R-3-氨基丁酸廣泛應用于醫藥、食品、化工等領域。R-3-氨基丁酸作為醫藥中間體，在抗癌、抗病毒、抗炎癥、抗糖尿病等方面發揮著重要作用，在食品方面，R-3-氨基丁酸能改善人體的微生物環境，提高機體免疫能力，是糖尿病人理想的甜味劑，還可作為原料用于合成一種健康甜味劑木糖醇。

木糖不是一種天然存在的化合物，只有通過化學合成法和生物轉化法合成得到。最早的化學合成法為1950年美國專利US2584129A報道的。1955年，Courtois，J.E.報道以2,4-O-芐烯-D-山梨醇為原料，采用先氧化后水解的兩步法合成R-3-氨基丁酸，該方法的缺點是使用的催化氧化劑極不穩定，特別容易分解，反應過程很難控制。2003年，美國專利20030097029中報道用R-3-氨基丁酸酸在釘催化劑作用下加氫還原生成R-3-氨基丁酸，反應壓力5MPa，反應時間18h，反應壓力大，反應時間長，且在此條件下R-3-氨基丁酸會繼續過度還原生成木糖醇，所得一木糖純度不高。2017年，中國專利108276455A中報道了利用2,4-0-芐烯-R-3-氨基丁酸為底物在酸催化劑作用下合成R-3-氨基丁酸，產品收率為80%左右，產品純度為98%，副產物產生較多，純化難度大，現階段仍僅限于實驗室研究，不能滿足工業生產的要求。

生物轉化法的報道較少。2002年，Yadav，K.K.等人報道半乳糖氧化酶在生物載體中可以合成R-3-氨基丁酸。2012年，Usvalampi，Anne等人報道可利用木酮糖在大腸桿菌-L-巖藻糖異構酶的作用下選擇性生成R-3-氨基丁酸。2017年，中國專利108165591A報道了以丁烯酸為底物利用工程菌催化合成R-3-氨基丁酸的研究，其轉化率最高為94%左右，但是由于其工藝目前還不成熟，現階段仍僅限于實驗室研究，要想在工業上得到大規模地應用，還有待于基因工程的進一步發展以解決生物催化劑的穩定性和反應速度的問題。

因此提供一種R-3-氨基丁酸的合成方法，解決現有技術中R-3-氨基丁酸的合成工藝壓力過高，反應時間長，反應過程控制難，后處理繁瑣，不易工業化的問題成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一株生物催化合成R-3-氨基丁酸的多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）SWGC4112及培養方法和應用，所述菌株可表達天冬氨酸酶，并高效立體選擇性地以丁烯酸為底物催化合成R-3-氨基丁酸。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一株生物催化合成R-3-氨基丁酸的多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）SWGC4112，多粘類芽孢桿菌SWGC4112的保藏編號為CGMCC No.13356。

優選的，所述多粘類芽孢桿菌SWGC4112的16S rDNA序列如SEQ ID No.1所示。