System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种高产L-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌突变株及其应用制造技术_技高网
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一种高产L-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌突变株及其应用制造技术

技术编号:39929356 阅读:5 留言:0更新日期:2024-01-08 21:41
本发明专利技术涉及一种高产L‑丝氨酸的谷氨酸棒杆菌突变株及其应用,L‑丝氨酸的谷氨酸棒杆菌突变株Cg‑E5,分类命名为谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum Cg‑E5,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号:CCTCC M 20231420 E5,保藏日期:2023年8月10日。该诱变菌株在一定的种子培养基下,以3‑15%(v/v)的接种量接种至发酵培养基中,加入732阳离子交换树脂,30‑38℃、200‑400 r/min、溶氧控制在20‑50%、pH 6‑8条件下培养30‑70 h得到L‑丝氨酸产量可达80g/L及以上,经过氨水洗脱、薄膜蒸发、浓缩、脱色、过滤、洗涤、结晶、干燥等过程,可以得到纯度98.5%以上的L‑丝氨酸纯品,具有较好的工业化应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及食品、医药和化妆品领域。具体的是高产丝氨酸的谷氨酸棒杆菌( corynebacterium glutamicum)突变株的选育,并用于l-丝氨酸的生产,可以在食品、医药、化妆品等领域得到应用。


技术介绍

1、l-丝氨酸是人体内非必须氨基酸,主要通过糖酵解途径的中间产物3-磷酸甘油酸活通过甘氨酸途径合成。每年产量可在1000吨左右,以5%的速度递增,广泛用于食品、医药、化妆品等领域。

2、l-丝氨酸的生产方法主要有蛋白质水解法、化学合成法、酶法转化法和微生物发酵法。随着我国对环境保护的要求提高,微生物发酵逐渐成为生产l-丝氨酸的主要方法,但是我国在l-丝氨酸的生产还缺乏核心优势菌株和合适工艺,l-丝氨酸的产量还比较低。日本实现发酵法生产l-丝氨酸具有较大优势。我国许正宏教授筛选一株野生菌株 corynebacterium glutamicumsyps-062,其积累的l-丝氨酸可达到6.65g.l,随后采用化学诱变,结合基因敲除技术,解除pgdh的反馈抑制,并敲除l-serdh,使得l-丝氨酸的产量大幅提高,可以达到21.27g/l产量,但是发酵液中副产大量l-丙氨酸和l-缬氨酸。为了解决这个问题,该课题组又敲除了l-丙氨酸途径中的两个转氨酶,弱化l-缬氨酸合成途径中的关键酶乙酰羟酸合酶,最后在5l罐补料发酵可以达到42.62g/l,但是与国外菌株相比仍然有较大差距。2005年新疆农业科学院微生物应用研究所申请了一种利用基因工程方法改造黄色短杆菌c-11,发酵l-丝氨酸产量仅仅为25 g/l,专利没有获得申请;2021年10月新泰市佳禾生物科技有限公司申请了一种从发酵液中分离纯化l-丝氨酸的分离方法,(1)将含有l-丝氨酸的发酵液用纯水稀释至l-丝氨酸的浓度≤10g/l,调节ph值至3.5-4.0,然后陶瓷膜过滤,收集滤液;(2)将滤液浓缩至l-丝氨酸的浓度为400-450g/l,得到浓缩液;(3)将浓缩液进行板框脱色,得到脱色液;(4)将脱色液依次经阳离子交换树脂、阴离子交换树脂处理,得到净化液;(5)将净化液离心结晶,收集晶体,洗涤,干燥,即分离纯化得到l-丝氨酸,路线长,要求高适宜产业化。

3、常压室温等离子体诱变技术(atmospheric and room temperature plasma,artp),是一种非定向新型的微生物育种技术,这项技术使用高纯度的氦气作为载气,产生大量的含多种化学活性粒子的非平衡性等离子体流,使细胞的dna受损,诱发细胞启动自身的修复机制,最终形成能够稳定遗传的突变株。本专利技术结合适应性进化技术,和普通的诱变技术相比较,artp具有突变多样性高、快速突变、气体温度低、菌株遗传稳定、安全灵活等优点。

4、本专利技术利用该技术结合高通量筛选方法,专利技术一种高产l-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌筛选方法,并应用在l-丝氨酸的生产中,采用发酵分离耦合技术,有效解除了3-磷酸甘油酸脱氢酶的反馈抑制和避免了丝氨酸羟甲基转移酶(shmt)对l-丝氨酸向甘氨酸转化,极大提高了l-丝氨酸产率,取得了良好的效果。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种高产l-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌的筛选方法及应用,为制备性价比高的l-丝氨酸提供了菌种“芯片”。

2、本专利技术的技术方案:首先采用artp和3-溴丙酮酸适应性进化抗性筛选,建立快捷的高产l-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌筛选方法,然后通过分离纯化和遗传稳定性研究得到谷氨酸棒杆菌突变株,没有采用复杂的基因工程方法。将这一菌株用于l-丝氨酸的生产,在一定c/n培养基和阳离子交换树脂发酵分离中,经过发酵、树脂吸附、过滤、分离浓缩、结晶等操作得到高纯度的l-丝氨酸。

3、一种高产l-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌突变株,分类命名为谷氨酸棒杆菌cg-e5( corynebacterium glutamicum),保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号:cctcc m20231420  e5,保藏日期:2023年8月10日,保藏地址:湖北省武汉市武昌区八一路珞珈山。

4、所述的谷氨酸棒杆菌突变株 cg-e5在生产l-丝氨酸中进行应用。

5、一种产l-丝氨酸的方法,采用谷氨酸棒杆菌突变株cg-e5 先在斜面培养基中培养,然后转接在种子培养基中进行种子制备,最后转接到发酵罐进行发酵培养,经过纯化后得到l-丝氨酸。

6、发酵培养过程中加入阳离子交换树脂,其加入量为10-30g树脂/g葡萄糖;

7、所述的阳离子交换树脂包括732阳离子交换树脂、amberlite ir-120、dowex-50、lewatit-100等阳离子交换中的一种。

8、所述的斜面培养基(g/l)包括蛋白胨 2-6,安琪酵母浸粉2-6 ,氯化钠1-7 ,琼脂粉5-30 ,ph 自然。

9、所述的种子培养基(g/l)包括葡萄糖 10-40,硫酸铵2-8,磷酸二氢钾0.5-3,七水硫酸镁 0.3-2,安琪酵母浸粉5-20,ph 自然。

10、所述的发酵培养基(g/l)包括葡萄糖20-150,硫酸铵 2-10,磷酸二氢钾0.5-3,硫酸镁0.1-1,硫酸铁 0.01-0.04,硫酸锰 0.1-0.5,维生素h 5-30μg/l,维生素b120-300μg/l,蛋氨酸10-40mg/l,安琪酵母浸粉0.5-4,碳酸钙10-30,ph 6.0~8.0。

11、所述的发酵培养过程中,按质量百分数计3-15%的接种量接种至发酵培养基中,30-38℃、200 -400 r/min、溶氧控制在20-50%条件下培养30-60 h。

12、一种l-丝氨酸采用上述的方法制备而成。

13、本专利技术中提供的高产l-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌突变株及其应用,采用一株从神龙架大九湖的土壤中筛选得到野生来源的谷氨酸棒杆菌,先在斜面培养,然后转接在种子培养基中进行种子制备,采用常温常压等离子体诱变和抗性选育,得到优势突变株cg-e5,对其遗传稳定性进行考察,遗传10代以上,该优势菌株具有良好的遗传稳定性,l-丝氨酸发酵产量保持在80-90g/l之间,纯度达98.5 %以上,具有较好的工业化应用前景。

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【技术保护点】

1.一种高产L-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌突变株,分类命名为谷氨酸棒杆菌Cg-E5(Corynebacterium glutamicum),保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号:CCTCC M20231420E5 Corynebacterium glutamicum ,保藏日期:2023年8月10日,保藏地址:湖北省武汉市武昌区八一路珞珈山。

2.如权利要求1所述的谷氨酸棒杆菌突变株 Cg-E5在生产L-丝氨酸中进行应用。

3.一种产L-丝氨酸的方法,其特征在于,采用谷氨酸棒杆菌突变株Cg-E5先在斜面培养基中培养,然后转接在种子培养基中进行种子制备,最后接种到发酵罐进行发酵培养,经过纯化后得到L-丝氨酸。

4.根据权利要求3所述的产L-丝氨酸的方法,其特征在于,发酵培养过程中加入阳离子交换树脂,其加入量为10-30g树脂/g葡萄糖。

5.根据权利要求3所述的产L-丝氨酸的方法,其特征在于,所述的阳离子交换树脂包括732阳离子交换树脂、Amberlite IR-120、Dowex-50、Lewatit-100中的一种或多种。

>6.根据权利要求3所述的产L-丝氨酸的方法,其特征在于,所述的斜面培养基(g/L)包括蛋白胨 2-6,安琪酵母浸粉2-6 ,氯化钠1-7 ,琼脂粉5-30 ,pH 自然;

7.根据权利要求3所述的产蛋白的方法,其特征在于,所述的发酵培养过程中,按质量百分数计,按体积比3-15%的接种量接种至发酵培养基中,30-38 ℃、200 -400 r/min 、溶氧控制在20-50%条件下培养30-70 h得到L-丝氨酸。

8.根据权利要求7所述的产蛋白的方法,其特征在于,所述的发酵培养过程中,在发酵过程中通过加入阳离子交换树脂,发酵pH适宜范围6-8之间,发酵时间为50-60小时,通风量vvm为0.7-1.1,最适宜pH 6.0,最适宜发酵时间为54小时,最适宜通风量采用分时段控制,前20小时为0.7-0.8 vvm, 20-50小时,为0.8-0.9-vvm,50-70小时为0.9-1.1 vvm。

9.根据权利要求8所述的产蛋白的方法,其特征在于,所述的阳离子交换树脂包括732阳离子交换树脂、Amberlite IR-120、Dowex-50、Lewatit-100中的一种或多种,加入量为10-30g树脂/g葡萄糖。

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【技术特征摘要】

1.一种高产l-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌突变株,分类命名为谷氨酸棒杆菌cg-e5(corynebacterium glutamicum),保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号:cctcc m20231420e5 corynebacterium glutamicum ,保藏日期:2023年8月10日,保藏地址:湖北省武汉市武昌区八一路珞珈山。

2.如权利要求1所述的谷氨酸棒杆菌突变株 cg-e5在生产l-丝氨酸中进行应用。

3.一种产l-丝氨酸的方法,其特征在于,采用谷氨酸棒杆菌突变株cg-e5先在斜面培养基中培养,然后转接在种子培养基中进行种子制备,最后接种到发酵罐进行发酵培养,经过纯化后得到l-丝氨酸。

4.根据权利要求3所述的产l-丝氨酸的方法,其特征在于,发酵培养过程中加入阳离子交换树脂,其加入量为10-30g树脂/g葡萄糖。

5.根据权利要求3所述的产l-丝氨酸的方法,其特征在于,所述的阳离子交换树脂包括732阳离子交换树脂、amberlite ir-120、dowex-50、lewatit-100中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的产l-丝氨...

【专利技术属性】
技术研发人员:龚大春何世霞孔帅王孟华陈飞文觅
申请(专利权)人:三峡大学
类型:发明
国别省市:

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