大环内酯类抗生素发酵调控的方法技术

本发明专利技术为大环内酯类抗生素发酵调控的方法。解决传统方法发酵过程不容易控制，耗能高，目标产物产量低的问题。包括以下步骤：在大环内酯类抗生素产生菌初级代谢阶段,培养温度按正常要求控制在27.0‑30.0℃，菌丝快速生长；在大环内酯抗生素产生菌完成对数生长期后降低发酵培养温度到18.0‑27.0℃，促进目标产物大量合成，所述大环内酯抗生素为采用PKS生物合成途径发酵产生的抗生素及其同系物。本发明专利技术工艺简单易行，易于操作,非常适合商业化生产。

【技术实现步骤摘要】
大环内酯类抗生素发酵调控的方法
本专利技术涉及微生物药物
，具体涉及基于培养温度调控的大环内酯类抗生素发酵调控的方法。
技术介绍
大环内酯类抗生素如西罗莫司（Sirolimus）、他克莫司（Tacrolimus）、多拉菌素（Doramectin）、多杀菌素（Spinosyn）和柱晶白霉素（Kitasamycin）等其结构上均属聚酮类物质,这类聚酮结构的生物合成过程也呈现相似的规律。聚酮合酶(polyketidesynthase，PKS)是催化形成聚酮化合物的多酶复合体，催化合成大环内酯类抗生素的由低级脂肪酸聚合而成的具有长碳链结构的基本骨架。聚酮合成的起始单元和碳链延伸所需短链脂肪酸单元如乙酸和丙酸等在微生物初级代谢阶段已得到累积。在发酵中后期，继续维持较高的发酵温度，会使微生物快速消耗产生短链脂肪酸单元的原料如糖分、油脂或氨基酸等形成废物而损失，不能持续满足产物合成的需求。同时，较高的碳源消耗会产生大量有机酸使发酵液pH和溶氧快速下降，碳源消耗殆尽后pH值又会快速上升，这样又会使得发酵过程不容易控制。
技术实现思路
本专利技术人目的是提供一种工艺简单，易于控制，耗能少，提高设备利用率，降低营养成分的消耗，目标产物产量明显提高的大环内酯类抗生素发酵调控的方法。本专利技术是这样实现的：大环内酯类抗生素发酵调控的方法，包括以下步骤：在大环内酯类抗生素产生菌初级代谢阶段,培养温度按正常要求控制在27.0-30.0℃，菌丝快速生长；在大环内酯抗生素产生菌完成菌体生长期后通过降低发酵培养温度到18.0-27.0℃，促进目标产物大量合成，所述大环内酯抗生素为采用PKS生物合成途径发酵产生的抗生素及其同系物。在大环内酯抗生素产生菌完成菌体生长期后降低发酵培养温度的时段至少为两个，其中的每个时段的发酵培养温度不同，先高后低。所述大环内酯抗生素包含西罗莫司（Sirolimus）、他克莫司（Tacrolimus）、阿维菌素（Avermectin）、多杀菌素（Spinosyn）和柱晶白霉素（Kitasamycin）。所述大环内酯抗生素产生菌完成菌体生长期为发酵开始15-96小时之后。在大环内酯抗生素产生菌完成菌体生长期即15-96小时之后，发酵培养温度从27.0-30.0℃降低到22.0-26.0℃，促进目标产物大量合成。在大环内酯抗生素产生菌完成对数生长期即15-96小时之后，发酵培养温度从27.0-30.0℃降低到23.0-25.0℃，促进目标产物大量合成。整个发酵周期比传统发酵周期延长1-4天。大环内酯类抗生素生物合成发酵调控的方法，包括以下步骤：在大环内酯类抗生素产生菌初级代谢阶段,，培养温度按传统要求控制，菌丝快速生长；在大环内酯抗生素产生菌完成菌体生长期即15-96小时之后，通过降低发酵培养温度3-8℃，促进目标产物大量合成，所述大环内酯抗生素为采用PKS生物合成途径发酵产生的抗生素及其同系物。所述大环内酯抗生素为红霉素（Erythromycin）。本专利技术的优点如下：本专利技术采用了两段温度控制策略,大环内酯抗生素产生菌初级代谢阶段,在大环内酯类抗生素产生菌初级代谢阶段，培养温度按正常要求控制，菌丝快速生长；在大环内酯抗生素产生菌完成菌体生长期后通过显著降低发酵培养温度，促进目标产物大量合成。本专利技术通过在大环内酯抗生素产生菌完成对数生长期后通过显著降低发酵培养温度，意外发现发酵过程发酵液pH值和溶氧变化平稳，易于控制，目标产物产量明显提高。通过实施降温工艺，提高了设备利用率，降低了营养成分的消耗，实现了节能减排。本方法工艺简单易行，易于操作，非常适合商业化生产。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术涵盖了权利要求书范围内的所有可能的备选方案、改进方案和等效方案。下述实施例中未注明的具体技术或条件，均为常规技术或条件，或按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。实施例1：菌种：阿维链霉菌StreptomycesavermitilisSIIA-1502发酵培养基配比：按照规定配比精确称好淀粉投入发酵配料罐中（预先加入适量水），启动搅拌，加入淀粉酶（淀粉重量的0.5%）蒸汽加热，逐渐升温到85℃，保温搅拌60分钟，使淀粉充分液化。再按上述配料投入配料罐中并加水至定容体积，搅拌15分钟后测pH，pH要求6.9即可，升温,当温度达到121℃时，开始灭菌30分钟。发酵体积：6000L；接种量：10个茄子瓶；搅拌转速：80-220rpm；空气流量：1:0.5-0.8vvm；培养周期：315小时。在阿维菌素产生菌发酵前期80小时内，通过基础培养基使得菌丝快速生长，培养温度控制在29.0℃；80小时-200小时，培养温度控制在25.0℃；200小时-315小时，培养温度控制在27.0℃。本专利技术中，阿维菌素的含量通过HPLC高效液相检测方法进行测定，具体如下。分析柱：C18柱，4.6mm×250mm×5um，柱温：30℃；采用等度洗脱，流动相为甲醇:水:乙腈（8:1:1）；流速为1.2mL/min；检测波长：245nm；进样量：10µL。根据面积归一化法计算阿维菌素的含量。取发酵液2毫升，加入10毫升乙醇，震摇15分钟，高速离心得上清液，HPLC分析阿维菌素的含量，发酵第315小时阿维菌素的效价为8.8克/L。对比实施例1：菌种：阿维链霉菌StreptomycesavermitilisSIIA-1502发酵培养基配比：按照规定配比精确称好淀粉投入发酵配料罐中（预先加入适量水），启动搅拌，加入淀粉酶（淀粉重量的0.5%）蒸汽加热，逐渐升温到85℃，保温搅拌60分钟，使淀粉充分液化。再按上述配料投入配料罐中并加水至定容体积，搅拌15分钟后测pH，pH要求6.9即可，升温,当温度达到121℃时，开始灭菌30分钟。发酵体积：6000L；接种量：10个茄子瓶；搅拌转速：80-220rpm；空气流量：1:0.5-0.8vvm；培养周期：285小时。在阿维菌素产生菌发酵过程中培养温度控制在29℃。本专利技术中，阿维菌素的含量通过HPLC高效液相检测方法进行测定，具体如下。分析柱：C18柱，4.6mm×250mm×5um，柱温：29℃；采用等度洗脱，流动相为甲醇:水:乙腈（8:1:1）；流速为1.2mL/min；检测波长：245nm；进样量：10µL。根据面积归一化法计算阿维菌素的含量。取发酵液2毫升，加入10毫升乙醇，震摇15分钟，高速离心得上清液，HPLC分析阿维菌素的含量，发酵第315小时阿维菌素的效价为5.1克/L。实施例2：菌种：游动放线菌SIIA-1602（Actinoplan本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大环内酯类抗生素发酵调控的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n在大环内酯类抗生素产生菌初级代谢阶段, 培养温度按正常要求控制在27.0-30.0℃，菌丝快速生长；在大环内酯抗生素产生菌完成菌体生长期后降低发酵培养温度到18.0-27.0℃，促进目标产物大量合成，所述大环内酯抗生素为采用PKS生物合成途径发酵产生的抗生素及其同系物。/n

【技术特征摘要】
1.大环内酯类抗生素发酵调控的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在大环内酯类抗生素产生菌初级代谢阶段,培养温度按正常要求控制在27.0-30.0℃，菌丝快速生长；在大环内酯抗生素产生菌完成菌体生长期后降低发酵培养温度到18.0-27.0℃，促进目标产物大量合成，所述大环内酯抗生素为采用PKS生物合成途径发酵产生的抗生素及其同系物。


2.根据权利要求1所述的大环内酯类抗生素发酵调控的方法，其特征在于，在大环内酯抗生素产生菌完成菌体生长期后降低发酵培养温度的时段至少为两个，其中的每个时段的发酵培养温度不同，先高后低。


3.根据权利要求1所述的大环内酯类抗生素发酵调控的方法，其特征在于，所述大环内酯抗生素包含西罗莫司、他克莫司、阿维菌素、多杀菌素和柱晶白霉素。


4.根据权利要求1所述的大环内酯类抗生素发酵调控的方法，其特征在于，所述大环内酯抗生素产生菌完成菌体生长期为发酵开始后15-96小时。


5.根据权利要求1-4所述的大环内酯类抗生素发酵调控的方法，其特征在于，在大环内酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣荣，张雪霞，褚以文，郑智慧，张新宜，路新华，赵克雷，高健，林家富，黄挺，任凤芝，翟龙飞，任乐民，刘超兰，宋涛，
申请(专利权)人：成都大学，华北制药集团新药研究开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51