赖氏菌G05及其在人参皂苷生物转化中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一株高效人参皂苷转化菌——赖氏菌(Leifsonia sp.)G05(保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2022年03月28日，保藏编号为CCTCC NO：M 2022326)及其在人参皂苷生物转化中的应用。本发明专利技术所述赖氏菌(Leifsonia sp.)G05培养发酵工艺简单，成本低廉；将G05菌液与主要人参皂苷Rb2或含有Rb2的人参皂苷原料混合，经发酵可选择性快速高效转化主要人参皂苷Rb2为稀有人参皂苷Rg3，使得目标产物便于提取；所需发酵转化时间短(9

【技术实现步骤摘要】
赖氏菌G05及其在人参皂苷生物转化中的应用


[0001]本专利技术涉及一株高效人参皂苷转化菌——赖氏菌G05及其在人参皂苷生物转化中的应用。

技术介绍

[0002]人参皂苷是人参属植物中具有药用价值的主要次生代谢产物，由皂苷元和糖基组成，属于三萜类糖基化合物，大约占人参干重的4％左右。依据皂苷元结构的不同可将人参皂苷可分为三类，分别是齐墩果烷型五环三萜皂苷(Ro)、人参二醇型皂苷(Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Rg3、Rh2、F2等)、人参三醇型皂苷(Re、Rg1、Rg2、Rh1、F1等)，后两种属于达玛烷型四环三萜类皂苷。已有180多种人参皂苷被发现，50多种人参皂苷被分离，不同的人参皂苷具有不同的生理药效，一些人参皂苷通过减少DNA损伤，减少宿主对突变的易感性，增加免疫检测和细胞凋亡等显示其抗癌特性；此外人参皂苷还能有效改善传统化疗药物的疗效，防止对正常组织的损伤。
[0003]根据人参皂苷在自然生长人参中的含量多少可分为主要人参皂苷和稀有人参皂苷，与主要人参皂苷Rb2、Rd相比，稀有皂苷Rg3的含量甚微或无，从人参中难以直接提取。但稀有人参皂苷Rg3的糖链更短，相比于主要人参皂苷具有更好的胃肠道吸收率，显现出更高的生物利用度，而且人参皂苷口服后的抗癌活性是基于其在肠道细菌脱糖基化和脂肪酸酯化作用下形成的代谢产物，但是机体内的肠道微生物的组成与数量存在个体差异，据悉大约有20％的人不能部分或完全转化人参皂苷。由于微生物转化具有反应条件温和，成本低廉，反应条件易于控制等优点，许多学者利用微生物发酵转化含量较高的主要人参皂苷Rb1来制备更多的稀有人参皂苷,但是在转化过程中稀有人参皂苷Rg3往往作为副产物出现，经Rg3进一步转化为Rh2、PPD等皂苷，使得Rg3单体的制备受到很大的限制。人参皂苷Rb2也是人参属植物中含量较高的主皂苷，然而目前对于主皂苷Rb2转化的文献报道多集中在Rb2
→
C
‑
O
→
C
‑
Y的转化途径，单一转化路径使得主皂苷Rb2的利用率较低。
[0004]本专利技术从干参样品中分离出了一株高效人参皂苷转化菌，通过对其进行菌种鉴定和转化特性的研究，发现该菌株可选择性高效快速的转化主皂苷Rb2为稀有人参皂苷Rg3，使得目标产物便于提纯，尤其适用于稀有人参皂苷Rg3单体的制备生产和对主皂苷Rb2的选择性利用。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是提供一株高效人参皂苷转化菌株——赖氏菌G05及其在人参皂苷生物转化中的应用。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：
[0007]赖氏菌(Leifsonia sp.)G05，保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：中国湖北省武汉市武昌区珞珈山路16号武汉大学，邮编430072，保藏日期为2022年03月28日，保藏编号为CCTCC NO：M 2022326；该菌株主要生物学特征为：在牛肉膏蛋白胨(NA)固体培养基或LB
固体培养基上，生长迅速，菌落小而突起，颜色微泛黄，表面光滑湿润；革兰氏染色阳性，呈杆状；适宜生长温度为30～40℃、适宜生长pH为5～8；可利用麦芽糖、木糖、甘露醇、山梨醇，不利用葡萄糖、果糖、鼠李糖、棉子糖；水解淀粉；溶菌酶试验呈阳性；V
‑
P试验、西蒙氏柠檬酸盐试验、硝酸盐试验均呈阴性。G05可选择性高效转化主皂苷Rb2为稀有人参皂苷Rg3；转化Rb2适宜温度为30～40℃、pH为6～8；该菌株经16SrDNA序列分析鉴定为Leifsonia属，命名为Leifsonia sp.G05。
[0008]本专利技术还涉及所述的赖氏菌(Leifsonia sp.)G05在人参皂苷生物转化中的应用。所述的应用为：将赖氏菌(Leifsonia sp.)G05经培养，制得G05菌液；然后与主要人参皂苷Rb2或含有Rb2的人参皂苷原料为底物混合发酵，将Rb2转化为稀有人参皂苷Rg3。
[0009]所述G05在人参皂苷生物转化中的应用按如下步骤操作：
[0010](1)斜面培养：将菌株G05接种于牛肉膏蛋白胨(NA)斜面培养基或LB斜面培养基，30～40℃培养24～48h，获得菌体斜面；
[0011](2)种子培养：从步骤(1)菌体斜面上挑取菌体接种至NA液体培养基或LB液体培养基中，于30～40℃、pH5～8培养12～24h，制得G05种子液；
[0012](3)扩大培养：将步骤(2)获得的种子液以体积浓度1～20％的接种量接种至NA液体培养基或LB液体培养基中，于30～40℃、pH6～8培养2～12h，制得G05培养液，作为G05菌液用于主要人参皂苷Rb2的发酵转化；
[0013](4)发酵转化：将主要人参皂苷Rb2或含有Rb2的人参皂苷原料与步骤(3)的G05菌液均匀混合，于30～40℃、pH6～8发酵转化12～72h，将Rb2转化为稀有人参皂苷Rg3。
[0014]所述应用也可以按如下步骤操作：
[0015](1)斜面培养：将菌株G05接种于NA斜面培养基或LB斜面培养基，30～40℃培养24～48h，获得菌体斜面；
[0016](2)种子培养：从步骤(1)菌体斜面上挑取菌体接种至NA液体培养基或LB液体培养基中，30～40℃、pH5～8培养12～24h，制得G05种子液；
[0017](3)扩大培养：将步骤(2)获得的种子液以体积浓度1～20％的接种量接种至NA液体培养基或LB液体培养基中，30～40℃、pH6～8培养12～24h，制得G05培养液；
[0018](4)菌体提纯：将G05培养液离心，取沉淀用磷酸缓冲液悬浮，制得G05菌液，用于主要人参皂苷Rb2的发酵转化；
[0019](5)发酵转化：将主要人参皂苷Rb2或含有Rb2的人参皂苷原料与步骤(4)的G05菌液均匀混合，于30～40℃、pH6～8发酵转化12～72h，将Rb2转化为稀有人参皂苷Rg3；
[0020]所述步骤(4)G05培养液离心条件为3500～10000rpm，8～15min；所述磷酸缓冲液的浓度为0.05～0.15mol/L，pH值为7.0；
[0021]所述主要人参皂苷Rb2或含有Rb2的人参皂苷原料与G05菌液混合的发酵液中，初始人参皂苷Rb2含量为0.01～10％(按质量计)，初始G05菌体浓度为1
×
10 6
～5
×
108个/ml；
[0022]所述人参皂苷原料为含有Rb2的天然药材原料或含有Rb2的天然人参皂苷提取物；所述含有Rb2的天然药材原料包含人参、西洋参、三七中的一种或多种混合物；所述含有Rb2的天然人参皂苷提取物包括人参提取物、三七提取物、西洋参提取物中的一种或多种混合物；人参、西洋参、三七的茎、叶也可作为本专利技术发酵原料；
[0023]所述人参包括晒参、红参中的一种或两种混合物。
[0024]作为优选，所述G05在人参皂苷生物转化中的应用按如下步骤操作：
[0025]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.赖氏菌(Leifsonia sp.)G05，保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：中国，武汉，武汉大学，邮编430072，保藏日期为2022年03月28日，保藏编号为CCTCC NO：M 2022326。2.如权利要求1所述的赖氏菌(Leifsonia sp.)G05在人参皂苷生物转化中的应用。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的应用为：赖氏菌(Leifsonia sp.)G05经培养，制得G05菌液；然后与底物主要人参皂苷Rb2或含有Rb2的人参皂苷原料混合发酵，将Rb2转化为稀有人参皂苷Rg3。4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，按如下步骤操作：(1)斜面培养：将菌株G05接种于牛肉膏蛋白胨(NA)斜面培养基或LB斜面培养基，30～40℃培养24～48h，获得菌体斜面；(2)种子培养：从步骤(1)菌体斜面上挑取菌体接种至NA液体培养基或LB液体培养基中，于30～40℃、pH5～8培养12～24h，制得G05种子液；(3)扩大培养：将步骤(2)获得的种子液以体积浓度1～20％的接种量接种至NA液体培养基或LB液体培养基中，于30～40℃、pH6～8培养2～12h，制得G05培养液，作为G05菌液用于主要人参皂苷Rb2的发酵转化；(4)发酵转化：将主要人参皂苷Rb2或含有Rb2的人参皂苷原料与步骤(3)的G05菌液均匀混合，于30～40℃、pH6～8发酵转化12～72h，将Rb2转化为稀有人生皂苷Rg3。5.如权利要求3所述的应用，其特征在于，按如下步骤操作：(1)斜面培养：将菌株G05接种于NA斜面培养基或LB斜面培养基，30～40℃培养24～48h，获得菌体斜面；(2)种子...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱大恒，郭敏，梁灿灿，许妍妍，朱润琪，张臣，刘佳林，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：