一种降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于生物技术领域，涉及一种用于生物降解尿酸的芽孢杆菌，其能够产生催化降解尿酸的酶，所述芽孢杆菌为纺锤形赖氨酸芽孢杆菌YC

【技术实现步骤摘要】
一种降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物
，涉及一种降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]近年来，高尿酸血症(Hyperuricemia,HUA)及其导致的痛风、肥胖、动脉粥样硬化、高血压和糖尿病等诸多并发症的发生率开始逐渐升高，并且患者的年龄逐渐呈现出年轻化的趋势，已经成为了仅次于糖尿病的第二大慢性代谢类疾病。HUA指的是血液中的尿酸含量明显超出正常值的现象，是导致人类健康问题的重要隐患。在人体内，嘌呤类等物质经过一系列生理生化反应生成尿酸，是主要的合成途径。人体尿酸排泄主要通过肾脏排出，剩余部分经过肠道随粪便排出或经过肠道菌群的进一步分解代谢之后排出。当人体内的尿酸的代谢失调，即生成的尿酸过多，或是产生的尿酸无法正常排出体外时，都会引起人体内的尿酸升高。尿酸以尿酸盐的形式在人体内各处沉积，当聚集在关节处时，容易导致关节的炎症，引发剧烈的疼痛，进一步会侵犯关节的骨骼组织，引起骨骼的破坏，甚至骨缺失，造成永久性的残疾。当聚集在皮肤下层或软组织处时，它会引起局部的组织坏死，造成久不愈口的溃疡和感染。尿酸还会在我们肾脏里边形成尿酸性肾病，在泌尿系统形成结石，引发梗阻和剧烈的疼痛，甚至导致泌尿系统的感染。如果沉积在动脉，会引起动脉硬化，在心脏沉积，会引起心脏功能的异常，甚至尿酸还会在我们的脊柱，或者是中枢神经系统进行沉积，破坏相应沉积部位的组织器官功能。
[0003]尿酸微溶于水，易形成白色晶体。目前治疗人类高尿酸血症的方法主要有物理吸附、药物治疗和生物降解等。物理吸附和药物治疗去除尿酸的方法普遍存在不良反应、治疗效果较差且并非直接降解尿酸等缺点。微生物降解去除尿酸具有成本低、安全性强、降解效果好等优点，是一种很有前途的去除尿酸的方法。因此近几年国内外学者在这方面进行了大量工作，目前主要研究领域集中于通过生物降解形成尿酸的底物如嘌呤等进而降低尿酸的生成量，达到治疗HUA的效果。采用益生菌如干酪乳杆菌、加氏乳杆菌和发酵乳杆菌等乳杆菌生物降解腺苷、鸟苷、腺苷酸、鸟苷酸、腺嘌呤和鸟嘌呤，达到降低尿酸生成量的目的，但这些益生菌对尿酸都没有明显的生物降解能力，而且乳杆菌的抗逆性较差，不利于保存和运输。澳大利亚学者研究了真菌病原体新型隐球菌生物降解尿酸的途径，发现有尿囊素产生。埃及学者研究了蜡样芽孢杆菌产尿酸酶的最佳发酵条件，并研究了酶的表征、基因鉴定和基因改进，但是没有进一步研究该酶对尿酸的降解能力。自2019年以来，我们从酒窖窖泥中成功筛选出了一株高效降解尿酸的微生物纯菌种，不仅具有非常重要的进一步研究的前景，而且在高效降解去除尿酸方面具有重要的应用价值。
[0004]纺锤形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus fusiformis)是一类产芽孢的革兰氏阳性菌，具有抗菌谱广、生长迅速、易分离培养、抗逆性强和生物安全性高等优点。近年来，关于纺锤形赖氨酸芽孢杆菌的研究主要集中在化肥、污水处理、残留农药降解和植物保护等
领域。作为一种新型生防微生物因子，纺锤形赖氨酸芽孢杆菌可以防控枯萎病菌和灰霉病等植物病害，促进植物生长。迄今为止尚未有纺锤形赖氨酸芽孢杆菌具有毒性效应的研究报道，同时在利用纺锤形赖氨酸芽孢杆菌生物降解尿酸方面也尚未见有文献报道，因此利用纺锤形赖氨酸芽孢杆菌高效降解尿酸的特性，在其细胞、芽孢和酶水平制备降尿酸的生物制剂具有重要的研究意义与应用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于针对现有技术存在的降解去除尿酸的药物或食品效果不显著且存在副作用的问题，提供了一种用于生物降解尿酸的芽孢杆菌，该菌株的菌细胞、芽孢及其所产生的酶对人体安全，且均能够高效生物降解尿酸，在生物降解去除尿酸方面具有重要的应用前景。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂及其应用，所述纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂由上述用于生物降解尿酸的芽孢杆菌制成，能够高效生物降解尿酸。
[0007]为此，本专利技术第一方面提供了一种用于生物降解尿酸的芽孢杆菌，其能够产生催化降解尿酸的酶，所述芽孢杆菌为纺锤形赖氨酸芽孢杆菌YC
‑
01株，其保藏编号为CGMCC No.22811。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，所述纺锤形赖氨酸芽孢杆菌YC
‑
01株的菌细胞在24小时内能够将初始浓度为500mg/L的尿酸全部降解去除。
[0009]在本专利技术的另一些实施例中，所述纺锤形赖氨酸芽孢杆菌YC
‑
01株的粗酶在蛋白浓度4.67mg/mL下，在6小时内能够将初始浓度为500mg/L的尿酸全部降解。
[0010]本专利技术第二方面提供了一种降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂，其含有如本专利技术第一方面所述的芽孢杆菌的菌细胞、芽孢和粗酶中的一种或几种；优选地，所述纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂含有如本专利技术第一方面所述的芽孢杆菌的芽孢。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂为液态制剂；优选地，在所述降解尿酸的液态制剂中，芽孢杆菌细胞的菌细胞和/或芽孢的浓度为(2
‑
5)
×
10
10
/mL；和/或，在所述降解尿酸的液态制剂中，芽孢杆菌的粗酶的蛋白浓度为3
‑
10mg/mL。
[0012]在本专利技术的另一些实施例中，所述降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂为固体粉末制剂；优选地，在所述降解尿酸的固体粉末制剂中，芽孢杆菌细胞的菌细胞和/或芽孢的含量为(1
‑
6)
×
10
10
/g，更优选为(2
‑
5)
×
10
10
/g；和/或，在所述降解尿酸的固体粉末制剂中，芽孢杆菌粗酶的蛋白含量为10
‑
60mg/g，更优选为20
‑
40mg/g。
[0013]本专利技术第三方面提供了一种如本专利技术第二方面所述的降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂的制备方法，其包括：
[0014]步骤B，将发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵培养，获得芽孢杆菌的发酵培养物；
[0015]步骤C，对芽孢杆菌的发酵培养物进行离心分离处理，收获芽孢杆菌的菌细胞和/或芽孢；
[0016]其中，所述发酵菌种由相应的菌株经过种子培养获得；
[0017]所述发酵菌种的相应的菌株为与本专利技术第一方面所述的芽孢杆菌的菌株的16SrDNA的同源性至少为90％的菌株；优选发酵菌种的相应的菌株为与本专利技术第一方面所述的芽孢杆菌的菌株的16S rDNA的同源性至少为95％的菌株；进一步优选发酵菌种的相应的菌株为本专利技术第一方面所述的芽孢杆菌的菌株。
[0018]根据本专利技术，所述发酵培养基以1L水计，包括在1L水中的以下组分：
[0019]牛肉膏
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
10g；优选为8...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生物降解尿酸的芽孢杆菌，其能够产生催化降解尿酸的酶，所述芽孢杆菌为纺锤形赖氨酸芽孢杆菌YC
‑
01株，其保藏编号为CGMCC No.22811。2.根据权利要求1所述的芽孢杆菌，其特征在于，所述纺锤形赖氨酸芽孢杆菌YC
‑
01株的菌细胞和/或芽孢在24小时内能够将初始浓度为500mg/L的尿酸全部降解去除。3.根据权利要求1所述的芽孢杆菌，其特征在于，所述纺锤形赖氨酸芽孢杆菌YC
‑
01株所产生的粗酶，在蛋白浓度4.67mg/mL下，在6小时内能够将初始浓度为500mg/L的尿酸全部降解。4.一种降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂，其含有如权利要求1
‑
3中任意一项所述的芽孢杆菌的菌细胞、芽孢和粗酶中的一种或几种；优选地，所述纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂含有如权利要求1
‑
3中任意一项所述的芽孢杆菌的芽孢。5.根据权利要求4所述的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂，其特征在于，所述降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂为液态制剂；优选地，在所述降解尿酸的液态制剂中，芽孢杆菌细胞的菌细胞和/或芽孢的浓度为(2
‑
5)
×
10
10
/mL；和/或，在所述降解尿酸的液态制剂中，芽孢杆菌的粗酶的蛋白浓度为3
‑
10mg/mL；或者，所述降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂为固体粉末制剂；优选地，在所述降解尿酸的固体粉末制剂中，芽孢杆菌菌细胞和/或芽孢的含量为(1
‑
6)
×
10
10
/g，更优选为(2
‑
5)
×
10
10
/g；和/或，在所述降解尿酸的固体粉末制剂中，芽孢杆菌粗酶的蛋白含量为10
‑
60mg/g，更优选为20
‑
40mg/g。6.一种如权利要求4或5中任意一项所述的降解尿酸的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂的制备方法，其包括：步骤B，将发酵菌种接种至发酵培养基中进行发酵培养，获得芽孢杆菌的发酵培养物；步骤C，对芽孢杆菌的发酵培养物进行离心分离处理，收获芽孢杆菌的菌细胞和/或芽孢；其中，所述发酵菌种由相应的菌株经过种子培养获得；所述发酵菌种的相应的菌株为与权利要求1
‑
3中任意一项所述的芽孢杆菌的菌株的16S r...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫海，庞煜，滕俊辉，赵真真，刘洋，许倩倩，吴安情，徐止开，
申请(专利权)人：北京益然生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：