[發(fā)明專利]一株重金屬耐受腈化物降解菌及其在生產有機酸中的應用

有效

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• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN113373076B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設計）人: 郗麗君;王佳宇;劉建國;王淼
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P7/42;C12P7/40;C12P17/12;C12R1/01
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本發(fā)明屬于生物技術領域，特別涉及一株重金屬耐受腈化物降解和有機酸生產菌的應用。本發(fā)明提供了一種腈化物生物降解方法，獲得了一株可生產扁桃酸、丙烯酸、煙酸的細菌。結合形態(tài)、生理生化特性以及16S rDNA測序分析,將其鑒定為亮桿菌(Leucobacter sp.)DLY11。該菌保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心。在腈類化合物為唯一碳源的培養(yǎng)基中，該菌能夠降解扁桃腈、丙烯腈、3?氰基吡啶、己二腈和正戊腈。其丙烯酸的生產效率約為159mg?381mg每小時每克干細胞，扁桃酸的生產效率可達453mg每小時每克干細胞。本發(fā)明對于相關環(huán)境污染治理領域、化工醫(yī)藥領域等，具有重大的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于生物技術領域，具體涉及一株重金屬耐受腈化物降解菌及其在生產有機酸中的應用。

背景技術

腈類化合物是一種含有-CN(氰基)基團的高毒性有機化合物，對許多生物具有毒害作用，一般有強烈的刺激氣味且降解難度大。如何有效處理此類物質以防止有毒有害排放、減小環(huán)境壓力一直是產生含腈污水企業(yè)的困擾。化學方法處理腈類化合物一般需要極端環(huán)境，例如高溫、強酸或強堿，在反應過程中還可能產生有毒和有害的副產物，對處理設備和處理工藝的高要求使其應用受到很大的限制。與化學法處理腈類化合物相比，微生物法具有反應溫和、經濟實用、能耗低、針對性強等優(yōu)點。因此，獲得能降解腈類化合物的菌種并對其加以應用，有利于穩(wěn)定微生物法的處理效果，提高微生物對污水中有害物質的降解效率。腈化物降解轉化菌在生產高附加值有機酸方面具有非常重要的應用價值。例如：利用扁桃腈生產的扁桃酸是合成氨基酸、青霉素、抗腫瘤類藥物、輔酶A等藥物的重要中間體；利用3-腈基吡啶生產的煙酸可以合成多種醫(yī)藥，如尼可剎米和煙酸肌醇酯等。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對生產實踐中的實際問題和需求，提供一種腈化物降解菌。

本發(fā)明的另一目的是提供該菌在生產有機酸中的應用。

本發(fā)明提供的腈化物降解菌株是一株革蘭氏染色反應陽性菌，已于2020年6月17日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(地址：中國，北京，北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號中國科學院微生物研究所；郵編：100101)。分類命名為亮桿菌(Leucobacter sp.)DLY11。保藏編號為CGMCC No：1.16127。

腈化物降解菌主要生物學特性為：無鞭毛，棒狀，無運動性，生長pH為4.0-7.0，生長溫度為15-37℃，NaCl生長濃度范圍為0-5％(w/v)，耐受重金屬Cr⁶⁺(2g/L)和Ni²⁺(3g/L)。

腈化物降解菌菌落在TSA培養(yǎng)基(青島海博生物，中國)表面呈現乳黃色，菌落表面光滑、顏色均一。

本發(fā)明提供了所述腈化物降解菌降解：扁桃腈、丙烯腈、3-氰基吡啶、己二腈和正戊腈的方法。

本發(fā)明還提供了一種所述腈化物降解菌生產有機酸的方法,包括如下步驟：

活化菌體：從TSA固體培養(yǎng)基表面挑取單菌落接種至活化培養(yǎng)基中，在恒溫搖床(30℃，150rmp)振蕩培養(yǎng)48h，收集菌體沉淀。

制備種子液：按10％接種量接種亮桿菌DLY11至含10mM丙烯腈(作為唯一氮源)的腈化物降解用基礎培養(yǎng)基，振蕩培養(yǎng)48h，收集菌體沉淀；

利用腈生產有機酸：取含20mM腈化物(丙烯腈、3-氰基吡啶、己二腈、正戊腈)的基礎培養(yǎng)基，加入種子液，30℃、150rpm振蕩培養(yǎng)，每次取樣5mL；每次取樣后在培養(yǎng)體系中加入20mM腈化物；生產扁桃酸的方法為：活化菌體后以3％的接種量接種至實施例2中的活化培養(yǎng)基，使用搖床震蕩培養(yǎng)48h，收集菌體沉淀；分別加入菌懸液和腈化物降解基礎培養(yǎng)基以及濃度為10mM、30mM、50mM的扁桃腈，即分別為1.33g/L、3.99g/L、6.65g/L；利用氣相/液相色譜法和苯酚-次氯酸鈉法檢測扁桃酸、丙烯酸、煙酸等有機酸的產量和腈化物降解效果。