一种蜡状芽孢杆菌及其在羰基还原中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种蜡状芽孢杆菌菌株及其应用，属于生物化学技术领域，该菌株为蜡状芽孢杆菌TQ

【技术实现步骤摘要】
一种蜡状芽孢杆菌及其在羰基还原中的应用


[0001]本专利技术属于生物化学
，具体涉及一株蜡状芽孢杆菌菌株及其在羰基还原中的应用。

技术介绍

[0002]手性醇是一类手性碳上连有羟基的旋光性化合物，广泛应用于手性药物和其他手性精细化学品的合成。目前，化学法制备手性醇仍是主流，主要是以金属催化剂催化羰基还原，如在铂、镍存在下加氢催化，用化学还原剂LiAlH4、NaBH4等催化，然而，化学法催化制备手性醇通常需要较高温度和压力，同时存在产物选择性和底物耐受性差的问题，并且对反应装置的气密性、材质等要求较高；催化过程中使用的贵金属催化剂价格昂贵。与传统的化学催化法相比，生物催化不对称还原酮类化合物制备手性醇具有很高的化学、立体、对映选择性，同时整个过程环境友好，可以促进能源高效利用。
[0003]生物催化羰基还原反应既可由全细胞进行，也可由分离纯化酶进行。由于全细胞生物催化剂更便宜、方便，不需要酶的纯化，因此比游离的酶更可取。此外，在细胞内酶更稳定，因此延长了生物催化剂的使用寿命(Wang,Journal ofBiotechnology,2013,163(3):292
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300.)。因此，人们在微生物立体选择性还原前手性酮方面做了大量的工作，并开发出了一系列优秀的生物催化反应工艺。例如，研究人员利用德氏毕赤酵母MY1569和菌毛红酵母ATCC 32762立体选择性地将酯化酮和氯化酮还原为相应的(S)醇，分别在>98％ee和>99％ee的条件下得到了所需的产物(Krulewicz,Biocatalysis,2009,19(4):267
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279.)。目前，大多数情况下，在自然界中催化不对称还原的生物催化剂一般遵循Prelog规则，生成S
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构型手性醇。遵循anti
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Prelog的生物催化剂则比较罕见。制药工业中迫切需要具有更强特性的新型酶或微生物将前手性酮还原为anti
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Prelog手性醇，而从环境中筛选出具有高活性和高选择性的理想生物催化剂是获得工业应用生物催化剂的重要途径。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种能够产生羰基还原酶菌株
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蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)TQ
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2，其可以催化还原羰基化合物制备手性醇，并且催化活力高、对应选择性强、底物耐受性好。
[0005]本专利技术的技术方案为：
[0006]一种蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)菌株TQ
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2，已保藏于中国典型培养物中心，保藏编号为CCTCC NO:M 2020433，保藏日期为2020年8月18日，保藏地址为中国武汉，武汉大学。
[0007]所述蜡状芽孢杆菌菌株TQ
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2是从土壤中分离筛选获得。经检测具有催化羰基化合物还原的性能。
[0008]上述蜡状芽孢杆菌菌株TQ
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2在催化还原羰基化合物制备手性醇中的应用。所述应用方法为：以蜡状芽孢杆菌菌株TQ
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2培养获得的湿菌体为催化剂，加入到pH为
7.4的磷酸盐缓冲液中，再加入羰基化合物和助溶剂，在 25
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35℃下反应，得到手性醇。
[0009]进一步，所述羰基化合物选自苯乙酮、乙酰基环己烷、2,2,2
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三氟苯乙酮、苄基丙酮或3
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乙酰基吡啶，更优选为苯乙酮。
[0010]进一步，所述助溶剂为乙腈。
[0011]进一步，所述湿菌体的用量为0.1g/mL磷酸盐缓冲液，羰基化合物加入到磷酸盐缓冲溶液中的初始浓度为2mM，所述助溶剂的加入量为磷酸盐缓冲液体积的1％。
[0012]进一步，上述应用方法中，所述湿菌体的制备方法为：将蜡状芽孢杆菌菌株 TQ
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2接种至固体平板培养基，30℃培养12h，获得平板菌体，然后挑取单菌落接种至种子培养基，30℃培养12h，获得种子液，将种子液以体积浓度1％的接种量接种至发酵培养基中，30℃，200rpm震荡培养12h后，在7500rpm下离心，弃上清，收集湿菌体。
[0013]所述固体平板培养基的组成为：NaCl 10.0g/L，酵母粉5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，琼脂20g/L，溶剂为水，pH值为7.0；所述种子培养基的组成为：NaCl 10.0g/L，酵母粉5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，溶剂为水，pH值为7.0；所述发酵培养基的组成为：NaCl 10.0g/L，酵母粉5.0g/L，蛋白胨10.0g/L，溶剂为水，pH值为7.0。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有如下的优点：
[0015]1)本专利技术提供了一种能够产生羰基还原酶的蜡状芽孢杆菌菌株TQ
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2，使用其作为生物催化剂，可以催化还原羰基化合物制备anti
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Prelog手性醇，适用底物范围广。
[0016]2)本专利技术的蜡状芽孢杆菌菌株TQ
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2可以高选择性地催化苯乙酮生成 (R)
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苯基乙醇，ee值可达88％。
[0017]3)采用本专利技术的蜡状芽孢杆菌菌株TQ
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2催化还原羰基化合物制备手性醇时，反应过程简单，无需添加培养基(添加培养基会使反应体系更加复杂)，易控、条件温和，有利于简化后续目标产物的分离纯化工艺。
[0018]4)采用本专利技术的蜡状芽孢杆菌菌株TQ
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2催化还原羰基化合物制备手性醇时，不需要额外构建辅酶再生体系，即免去了昂贵的辅酶的添加，可有效降低生产成本，有利于工业应用。
附图说明
[0019]图1为蜡状芽孢杆菌菌株TQ
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2在LB固体培养基上培养12h后的菌落形态图；
[0020]图2为实施例3中反应24h后得到的气相转化率检测色谱图；
[0021]图3为实施例3中反应24h后得到的气相手性检测色谱图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。值得说明的是，下述实施例仅作阐示之用，并表明本专利技术的精神和范围，并非限于此中的细节及其修改案。
[0023]实施例使用的生物材料蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)菌株TQ
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2，从土壤中筛选分离得到，已保藏于中国典型培养物保藏中心，简称TQ
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2，保藏编号为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)菌株TQ
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2，已保藏于中国典型培养物中心，保藏编号为CCTCC NO:M 2020433，保藏日期为2020年8月18日。2.权利要求1所述蜡状芽孢杆菌菌株TQ
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2在催化还原羰基化合物制备手性醇中的应用。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述应用方法为：以蜡状芽孢杆菌菌株TQ
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2培养获得的湿菌体为催化剂，加入到pH为7.4的磷酸盐缓冲液中，再加入羰基化合物和助溶剂，在25
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35℃下反应，得到手性醇。4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述羰基化合物选自苯乙酮、乙酰基环己烷、2,2,2
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三氟苯乙酮、苄基丙酮或3
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乙酰基吡啶。5.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述助溶剂为乙腈。6.如权利要求3所述的应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志刚，王旻宇，童琦，慎立群，蔡顺桔，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：