一种粘红酵母菌用于生产一种泛醌的方法技术

本发明专利技术涉及一种粘红酵母菌用于生产辅酶Ｑ↓［１０］的方法，属于微生物领域。本发明专利技术包括以下步骤：平板培养，无菌水洗涤后于－８０℃保存，活化后菌种放入发酵培养基培养。本发明专利技术提供了一种发酵生产辅酶Ｑ↓［１０］的新的及高潜力的候选菌。一种粘红酵母菌用于生产一种泛醌的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种粘红酵母菌用于生产辅酶Qu)的方法，属于微生物领域。技术背景 '辅酶Qio (Ubiquinone-10,CoenzymeQK),CoQK))又称泛醌。其分子式为C59H9(j04，相对 分子量863.4，是一种脂溶性醌类化合物，化学名称为2，3-二甲氧基-5-甲-6-癸异戊烯基苯醌。 辅酶Qu)在室温下为黄色或橙黄色结晶性粉末，熔点49i:，无臭无味。由于具有长的类戊二 烯侧链，因此易溶于氯仿、苯、四氯化碳，溶于丙酮、石油醚及其乙醚，不溶于水和甲醇。见光易分解成红色物质，对温度和湿度较稳定。结构式如下所示H3CO、 ,CH3H3CO辅酶Qw结构式辅酶Qio是人体血液中必需的物质，在人体细胞内与线粒体内膜结合，是呼吸链中重 要的递氢体。它是细胞自身产生的天然抗氧化剂，与网状内皮组织系统有关，能使机体免疫力提高。正因为它具有多方面的生理活性，因此，是一种良好的生化药物。辅酶Q!0具有抗氧化、消除自由基、提高机体免疫力、抗衰老等功能，广泛应用于各类心脏病、糖尿 病、癌症、急慢性肝炎、帕金森症等疾病的治疗。常用作辅助药物，食品添加剂或用于化妆品领域。另外，因为辅酶Qu)可以激活细胞呼吸，在细胞能量转换中具有重要作用，常 作为人体或运动员等的体能增强剂。作为一种代谢激活剂，辅酶Qu)能激活细胞呼吸、加 速产生三磷酸腺苷(ATP)。它是细胞自身产生的天然抗氧剂，能抑制线粒体的过氧化， 保护生物膜结构完整性，对免疫有特殊的增强作用。可用于医治急慢性病毒性肝炎。辅酶 Qn)的另一生物化学作用能改善男性不育症状，不育男性通过服用辅酶Qu)，能显著增强与 男性生育作用有关的物质性能；因为辅酶Qu)与人体代谢碳水化合物密切相关，因此在治疗糖尿病方面可能有效，辅酶QK)的缺乏将影响人体胰腺中胰岛素的合成，从而影响血糖浓度和糖代谢，对于糖尿病病人来说会削弱人体中辅酶Q1Q的含量。目前，辅酶Qn)的生产方法共有4种动植物组织提取法、化学合成法、植物细胞培养 法、微生物发酵法。(1) 从动植物中提取辅酶Qu)的研究方面。主要是从烟叶、大豆或动物内脏中进行分 离和提取；辅酶qk)从植物中提取方法主要有皂化法，溶剂萃取法，吸附层析法等，提取 法制备工艺较简单，但提取成本高，且受原料及季节性等限制，不适合于现代化生产。除 采用天然的植物外，从植物组织中获得辅酶Qn)还可以采用植物细胞培养法。细胞悬浮培 养物中辅酶Qu)最高含量达189^ig/g (以干细胞计)。(2) 辅酶Qu)的有机合成。辅酶Qu)的化学合成需要3个关键步骤首先是合成母核 化合物(2， 3-二甲氧基-5-甲基-l， 4-苯酮或氢酮)，然后一般采用茄尼醇为出发原料，合 成出具有立体选择性的多戊烯醇或其卤化物，最后进行两者的縮合。无论是侧链引入还是 侧链延长方式，都需要对母核化合物进行基团保护，还要考虑产物的构型问题，合成过程 复杂，对催化剂要求高，反应条件苛刻，总体产率不高。影响产业化进程。(3) 微生物发酵法生产辅酶Qn)。该法不受原料、季节等条件限制，可实现规模化生 产。应用微生物发酵法生产，其发酵液中辅酶Qn)含量达到770mg/L。微生物发酵法合成 的辅酶Qn)成本低、无光学异构体，生物学活性高，且该方法具有不受原料限制，分离过程相对简单，不存在手性问题等优点，成为最有潜力的辅酶qk)生产方法。日本首先实现发酵法辅酶Qu)的工业化生产，是世界上最早也是最主要的辅酶Qu)生 产国，全球90。/。的辅酶Qn)均产自日本，产量最高的是日清制粉及协和发酵株式会社两家 公司产量达到了 lg/L发酵液。由于没有技术公开和文献的报道，我们并不知道产自日本的 辅酶Qu)是通过什么方法生产，但是据已公开的文献和专利我们可以知道在工业上，辅酶 Qu)是半合成生产的，或者通过发酵微生物及随后从生物体中提取产生的。半合成的辅酶 qk)的生物活性与微生物发酵生产的相比要弱很多，因此，选择好的发酵菌种仍是当前研 究的热点。目前常用来生产辅酶Qu)的菌有有细菌属的假单胞菌、黄杆菌、硫杆菌、土 壤杆菌、袭"//《匿平、GeoW薦平禾口 C，/ococcw"p.，以及红极毛杆菌、脱氮极毛杆菌、 氢极毛杆菌、脱氮副球菌、粪产碱杆菌、甲垸微环菌、光合细菌、五o^m^改rodK禾卩0//gowonay wef/ a"o//ca等，霉菌中的红曲霉、黑曲霉、烟曲霉禾卩5^Wn'c/mm "/Za/o;7/H7/wm等，酵母菌中的异常尚德酒香酵母、假丝酵母、隐球酵母、O^ococcm微生物体内合成辅酶Qu)已经成为生产热点，其在生物体内合成的原理在2001年和 2002年分别由Meganathan R.和Makoto Wamukai发表文章综述中详细阐明。现现用菌种生产辅酶Q1Q的产量仍相对较低并且不 尽如人意，虽然人们己经尝试通过分子生物学方法来增加辅酶Qu)的产量，但是工业生产 中通常选用天然的菌株以生产所期望的化合物。因此，在科学界仍需要筛选用于生产辅酶 Qh)的高效菌株。粘红酵母是一种常用于生产p-胡萝卜素的菌株，有很高的生物量和甲羟戊酸通量，可以在很多便宜易得的培养基上生长，是很有潜力的工业菌种。目前，粘红酵母产(3-胡萝卜 素的研究已经基本成熟，在酵母代谢途径中，P-胡萝卜素和辅酶Qu)有同样的前体物。除 了卩-胡萝卜素，粘红酵母还可以合成很多来自于甲羟戊酸途径的产物，如麦角固醇，番茄 红素，虾青素等。因此，辅酶Qu)代谢途径的碳通量很充足，可以预测辅酶Qu)可以达到 很高的含量。而利用该菌生产辅酶Qu)未见报道。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种粘红酵母菌用于生产辅酶QIO的方法。 本专利技术用于生产辅酶Q10的微生物是一种粘红酵母菌Rhodotorula glutinis,该酵母菌是已知现有菌种，各大菌种保藏库中均有保存。本专利技术使用的菌种购自中科院微生物所，编号为As2.102。粘红酵母具有如下的性质 形态生理生化特征形态特征呈圆形、卵形或长形。多边芽殖，有明显的红色或黄色色素。很多种 因由荚膜而形成粘质状菌落。生理生化特征产P-胡萝卜素，人造肉和L苯丙氨酸等。本专利技术提供了一种粘红酵母菌用于生产辅酶QU)的方法，其特征在于，包括以下步骤:1) 将粘红酵母菌在琼脂平板上于25-35'C培养24-48小时，平板培养基成分质量百分 比为葡萄糖2%，蛋白胨2%，酵母粉1%， 2.5%琼脂，其余为水，pH值在4.5-7.5之间；2) 将培养后的平板用无菌水洗涤后，加入无菌甘油于-8(TC保存；3) 取-80'C保存的平板菌种一个单菌落接种到活化培养基中，活化培养基成分质量百 分比为葡萄糖2%，蛋白胨2%，酵母粉1%，其余为水，pH值在4.5-7.5之间；放至摇床 内培养，培养温度25-3(TC，摇床转速为100-200 r/min，活化24-48 h;4) 将活化后的菌种，放入锥形瓶中培养或者发酵罐中的培养；在锥形瓶中培养是以10%的体积接种量接入己灭菌的发酵培养基中，摇床20-35'C培 养，摇床转速为100-200 r/min，培养至少60小时；在发酵罐中的培养以10%的体积接种量接入已灭菌的发酵培养基中，pH在4.5-7.5之 间，摇床20-35。C培养，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘红酵母菌用于生产辅酶Ｑ１０的方法，其特征在于，包括以下步骤：　１）将粘红酵母菌在琼脂平板上于２５－３５℃培养２４－４８小时，平板培养基成分质量百分比为葡萄糖２％，蛋白胨２％，酵母粉１％，２．５％琼脂，其余为水，ｐＨ值在４．５－７ ．５之间；　２）将培养后的平板用无菌水洗涤后，加入无菌甘油于－８０℃保存；　３）取－８０℃保存的平板菌种的一个单菌落接种到活化培养基中，活化培养基成分质量百分比为葡萄糖２％，蛋白胨２％，酵母粉１％，其余为水，ｐＨ值在４．５－７． ５之间；放至摇床内培养，培养温度２５－３０℃，摇床转速为１００－２００ｒ／ｍｉｎ，活化２４－４８ｈ；　４）将活化后的菌种，放入锥形瓶中培养或者发酵罐中的培养；　在锥形瓶中培养是以１０％的体积接种量接入已灭菌的发酵培养基中，摇床２ ０－３５℃培养，摇床转速为１００－２００ｒ／ｍｉｎ，培养至少６０小时；　在发酵罐中的培养以１０％的体积接种量接入已灭菌的发酵培养基中，ｐＨ在４．５－７．５之间，摇床２０－３５℃培养，搅拌速度在１００－３００ｒｐｍ之间，培养时间至少５０ 小时；　所述的发酵培养基成分质量百分比为葡萄糖３％，蛋白胨１％，酵母粉１％，（ＮＨ↓［４］）↓［２］ＳＯ↓［４］　０．５％，ＫＨ↓［２］ＰＯ↓［４］　０．１％，ＮａＣｌ　０．１％，ＭｇＳＯ↓［４］　０．５％，ＮａＡｃ　０．２％，ＣａＣ ｌ↓［２］０．０１％，其余为水，ｐＨ值在４．５－７．５之间；　５）从菌体中提取辅酶Ｑ１０。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁其朋，申晓林，陈长京，孙新晓，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]