[發明專利]一種低分子量聚谷氨酸生產菌株及其應用

在審

• 申請號: 202111572402.5
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN116286430A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王麗敏;李靜;陳升寶;孫麗璠;武曉云;張杰;于波
• 申請（專利權）人: 中國科學院微生物研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12P13/02;A01N37/46;A01P21/00;A01P3/00;C12R1/125
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 張立娜

本發明公開了一種低分子量聚谷氨酸生產菌株及其應用。本發明提供了枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)，其菌株號為LM9，其在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心的登記入冊編號為CGMCC?No.23791。本發明從東北黑土地中篩選獲得的一株具有低分子量γ?聚谷氨酸合成能力的菌株——枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)LM9。實現了低分子量γ?聚谷氨酸在微生物細胞中的直接合成，并進一步研究了低分子量γ?聚谷氨酸在植物保護方面的應用，具有重要的現實意義。

技術領域

本發明涉及微生物領域，具體涉及一種低分子量聚谷氨酸生產菌株及其應用。

背景技術

γ-聚谷氨酸是由D-谷氨酸和L-谷氨酸單體通過酰胺鍵連接而成的生物高分子，分子質量一般在10萬～100萬道爾頓。它是一種水溶性、可生物降解的優良的環保型高分子材料，對人體和環境無毒害作用，在食品、化妝品、醫藥和水處理等領域具有非常廣泛的用途。γ-聚谷氨酸是少數幾種可以由微生物發酵法生產的生物高分子。芽孢桿菌是γ-聚谷氨酸主要生產菌株，通過菌株誘變，培養基成分優化，以及發酵方式優化，γ-聚谷氨酸的發酵水平達到40～70g/L(中國發明專利申請號：200910012392.2；Xu?et?al.,ProcessBiochemistry,2005,40:519-523)。

不同分子量的γ-聚谷氨酸具有不同的應用領域。高分子量的γ-聚谷氨酸(分子量大于100萬道爾頓)具有更強的黏度以及更高的保水特性，可以作為絮凝劑用于水處理領域(中國發明專利申請號：200510040857.7)。分子量范圍為70萬～100萬道爾頓的γ-聚谷氨酸可以作為保濕劑用于化妝品領域。低分子量的γ-聚谷氨酸(分子量低于60萬道爾頓)可以作為藥物載體用于腫瘤的治療(中國發明專利申請號：202011047620.2)。分子量低于5萬道爾頓的γ-聚谷氨酸可以作為生物肥料助劑，改善土壤環境，促進作物生長，促進種子萌芽等功效。

微生物來源的γ-聚谷氨酸分子量為60萬道爾頓以上，目前市面上銷售的γ-聚谷氨酸大多數是中高分子量的聚合物。低分子量的γ-聚谷氨酸主要依靠物理、化學、酶解等方法獲得。中國發明專利(申請號：201510191530.3)利用酸解法制備得到分子量范圍為1萬～50萬道爾頓的γ-聚谷氨酸。中國發明專利(申請號：202010455019.0)通過雙菌混合培養的方法，利用蠟樣芽胞桿菌分泌的酶降低γ-聚谷氨酸的分子量。γ-聚谷氨酸的分子量在很大程度上限制了其用途，低分子量γ-聚谷氨酸在微生物細胞中的直接合成正成為國內外γ-聚谷氨酸行業的研究熱點。目前報道的調節γ-聚谷氨酸分子量的方法均存在步驟繁瑣，產品穩定性差的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種低分子量γ-聚谷氨酸生產菌株及其應用。

第一方面，本發明要求保護一株枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)。

本發明要求保護的枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)，其菌株號為LM9，其在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心的登記入冊編號為CGMCC?No.23791。

第二方面，本發明要求保護枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)的培養物。

本發明要求保護的枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)的培養物為將前文第一方面所述的枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)LM9在細菌培養基上培養所得物質(培養容器內的所有物質)。

上述培養物中，所述物質包括枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)LM9(菌體自身)和枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)LM9的代謝物。