一株高产辅酶Q10的类球红细菌突变菌株及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一株高产辅酶Q10的突变菌株，其保藏编号为：CGMCC No.22200。该菌株是富集分离得到的辅酶Q10含量高的类球红细菌通过诱变和筛选而获得的一株高产辅酶Q10的突变株。本发明专利技术还公开了该突变菌株在生产辅酶Q10中的应用和在医药、保健品、化妆品和食品中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一株高产辅酶Q10的类球红细菌突变菌株及其应用
本专利技术属于微生物领域，涉及一株高产辅酶Q10的类球红细菌突变株及其生产辅酶Q10的方法。
技术介绍
辅酶Q10又名泛醌，是一种广泛存在于生物膜上的脂溶性醌类化合物，为黄色至橙黄色结晶性粉末，无臭无味，遇光易分解。辅酶Q10是细胞自身产生的天然抗氧化剂和细胞代谢激活剂，以极低的含量广泛存在于动物、植物、微生物等细胞内，并能在所有的机体组织中合成，其生物活性主要来自于醌环的氧化还原特性和类异戊二烯侧链的理化性质。辅酶Q10作为生成ATP的必需辅酶，负责呼吸链中质子转移和电子传递，促进氧化磷酸化反应和能量合成，是维持机体正常代谢和生理功能所必需的营养素；此外，辅酶Q10作为天然的抗氧化剂，能阻止脂质、蛋白质和DNA的过氧化，维护生物膜结构完整和功能稳定。辅酶Q10是人类生命不可缺少的重要元素之一，具有多种生理功能，例如：有助于为心肌提供充足氧气，预防突发性心脏病；有效防止皮肤光衰老，减少眼部周围的皱纹；用于预防和治疗慢性疲劳综合症；促进能量转化、增强人体免疫系统功能等，因而广泛应用于医药、保健、化妆品和食品等行业。辅酶Q10的生产方法主要有化学合成法和微生物发酵法。化学合成法生产程序繁杂，产物为顺反异构体混合物、不利于人体吸收，纯化成本高。微生物发酵法具有原料来源丰富、生产成本低、反应条件温和、产物天然、生物活性好、工艺流程易于控制等优点，是一种最具前景的高效经济且易于实现大规模工业化生产的方法，并且通过菌种选育及发酵调控技术，可定向提高菌株的单位产量，已完全取代化学合成法成为辅酶Q10的主要生产方法。自然界中生产辅酶Q10的菌株主要有红螺菌属、土壤杆菌属、副球菌属、假单胞菌属、假丝酵母属等，红螺菌科的类球红细菌通过循环光合磷酸化获得能量进行生长繁殖，细胞内需大量积累辅酶Q10来消减光合作用产生的自由基，是目前用来大规模发酵生产辅酶Q10的主要生产菌株之一。辅酶Q10的生物合成途径可以为三个模块：分支酸途径—合成醌环母核；侧链合成途径（细菌MEP途径、真菌MVA途径）—合成侧链；以及醌环修饰途径—将两个前体物质进行缩合并对其中的苯环进行多步修饰。辅酶Q10的生物合成途径长、代谢节点多、代谢调控复杂，通常从自然界中筛选到的产辅酶Q10的天然菌，其辅酶Q10的发酵水平低，无法满足工业大规模发酵生产的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一株高产辅酶Q10的类球红细菌突变株及其发酵生产辅酶Q10的方法。本专利技术首先从采自湖边水中的泥土中分离得到一株类球红细菌PSB8，随后，在菌株PSB8的基础上，通过诱变育种成功选育出一株高产辅酶Q10的突变株，突变株命名为类球红细菌TIB.RS20。因此，第一方面，本专利技术提供了一株高产辅酶Q10的类球红细菌（Rhodobactersphaeroides）的突变菌株，该菌株已于2021年04月19日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮政编码：100101），保藏编号为CGMCCNo.22200。第二方面，本专利技术提供了一种生产辅酶Q10的方法，其是发酵培养所述突变菌株，收集发酵液，并收集其中的辅酶Q10。更具体地，包括如下步骤：（1）在培养基平板上培养所述突变菌株，以获得单菌落；优选地，再次进行平板活化获得单菌落后，以使得菌体的活力会更好；（2）刮取第（1）步中平板上的单菌落接种种子培养基并振荡培养获得种子液；（3）吸取第（2）步中种子液转接发酵培养基并振荡培养一定时间获得发酵液；优选地，按3-7mL种子液转接含有50mL发酵培养基的比例接种，并于摇瓶中振荡培养；（4）收集第（3）步中的发酵液，液相检测辅酶Q10。其中，所述第（1）步中的培养温度为25-35℃，优选为32℃，培养时间的时间为5-8d，优选为6d。优选地，所述第（2）步中刮取的单菌落为1/2平板上的单菌落，振荡培养时的转速为180-220rpm，优选为200rpm，振荡培养的时间为30-36h，优选为34h；优选地，所述步骤（3）中每50ml发酵培养基中接种种子液为3-7mL，优选为5mL，振荡培养时的转速为180-220rpm，优选为200rpm，振荡培养的时间为90-120h，优选为110h。第三方面，本专利技术提供所述的突变菌株在生产辅酶Q10中的应用。第四方面，本专利技术提供所述的突变菌株在医药、保健品、化妆品和食品中的应用。本专利技术的高产辅酶Q10的类球红细菌的突变菌株，是通过富集分离得到的辅酶Q10含量高的类球红细菌通过诱变和筛选而获得的，其能够高产辅酶Q10。实验表明，该菌株摇瓶培养中，辅酶Q10的产量达到182.4mg/L，是最初原始菌株的10倍以上，属于高产辅酶Q10的菌株，具有较高的应用价值，可以用于生产辅酶Q10，且在医药、保健品、化妆品和食品中的应用具有十分广阔的前景。附图说明图1.辅酶Q10的标准曲线。图2.分离得到的11株光合细菌辅酶Q10的产量。图3.菌株PSB8镜检照片。图4.致死率曲线。图5.不同绿色突变株摇瓶发酵110h后辅酶Q10的产量。图6.不同绿色突变株摇瓶发酵110h后的生物量。具体实施方式本专利技术的以下实施例和附图仅说明实现本专利技术的具体实施方案，这些方案和附图不可以理解为对本专利技术的限制，它完全可以被适用于各种适合本专利技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此，任何在不脱离本专利技术的原理和实质的情况下所做的任何改变，均落在本专利技术的保护范围之内。本实施例中所用到的实验技术与实验方法，如无特殊说明均为常规技术方法。本实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可通过正规商业渠道获得。下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。一、培养基配方：富集分离培养基（g/L）：酵母粉10，磷酸氢二钾1.5，七水硫酸镁0.3，七水硫酸亚铁0.1，氯化钠2，硫酸锰0.02，氯化胆碱0.0005，固体培养基加琼脂粉18，pH通过NaOH控制在7.0-7.4，灭菌后加入10mL辅液。种子培养基（g/L）：酵母粉1，无水葡萄糖5，硫酸铵1.5，玉米浆1，磷酸二氢钾0.3，磷酸氢二钾0.3，七水硫酸镁1，七水硫酸亚铁0.3，氯化钠2，硫酸锰0.001，氯化胆碱0.001，碳酸钙5，pH通过NaOH控制在7.0-7.4，灭菌后加入10mL辅液。发酵培养基(g/L)：无水葡萄糖40，硫酸铵4，玉米浆8，磷酸二氢钾1.5，七水硫酸镁5，七水硫酸亚铁1，氯化钠2.5，硫酸锰0.02，氯化胆碱0.002，碳酸钙10，固体培养基加琼脂粉18，pH通过NaOH控制在7.0-7.4，灭菌后加入10mL辅液。辅液（g/L）：硫胺素0.5，核黄素0.1，吡哆素0.15，烟酸1，叶酸0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一株高产辅酶Q10的突变菌株，其特征在于，所述突变株为类球红细菌（

【技术特征摘要】
1.一株高产辅酶Q10的突变菌株，其特征在于，所述突变株为类球红细菌（Rhodobactersphaeroides），已于2021年04月19日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.22200。


2.一种制备辅酶Q10的方法，其特征在于，发酵培养权利要求1所述突变菌株，收集发酵液，并收集其中的辅酶Q10。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，发酵培养的温度为25-35℃。


4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，发酵培养是振荡培养，其转速为180-220rpm，振荡培养时间为90-120h。


5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，发酵...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大伟，夏苗苗，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12