【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由基因修饰的为多粘类芽孢杆菌(paenibacillus polymyxa)的生产生物体制备的多糖或多糖混合物。
技术介绍
1、多糖是出现在各个生命领域中的通用生物聚合物。它们在自然界中大量存在并完成各种任务。原则上，可以将多糖根据其功能和/或位置分为细胞内多糖、结构多糖和细胞外多糖。淀粉和糖原是细胞内多糖的实例，并且是动物、藻类或植物中有效的能量储存多糖。结构多糖的实例是纤维素、壳多糖、木聚糖或甘露聚糖，它们作为结实的硬质结构，赋予植物、昆虫或真菌机械强度。细胞外多糖包括所有分泌到细胞外空间的多糖。如果多糖完全分泌到细胞外空间，并且不像荚膜多糖那样围绕细胞形成外壳，则也将其称为胞外多糖(eps)。然而，荚膜多糖和胞外多糖之间的界限并不可能总是明确的，因为荚膜多糖有时仅与细胞膜非常松散地结合，而胞外多糖也可以非常接近细胞。
2、所有多糖均由碳水化合物单体组成。这些单体糖及其修饰物形成多糖的基本结构单元(grundbauteile)。与植物杂多糖不同，微生物杂多糖通常结构规则并由具有一致单体序列的重复元件-所谓的重复单元-组成。根据物种和菌株的不同，这些重复单元大都由两到八个糖单体组成。在极端情况下，重复单元可由至多十四个糖单体组成。这些重复单元的合成及其与多糖的连接在所谓的生物合成簇中的微生物中受到调节，在所述生物合成簇中通常编码合成所需的所有酶。
3、大量不同的单体以及它们彼此连接的大量可能性使得无数的聚合物变体成为可能。由于其高度的结构可变性，胞外多糖也具有非常多样化的物理和化学性质。这
4、已知的市场上早已存在的工业用eps的一个实例是黄原胶。它由野油菜黄单胞菌(xanthomonas campestris)合成并且尤其在食品技术中用作乳化剂或泡沫稳定剂。然而，黄原胶也用于食品领域之外。例如，它被用于调节打印机墨水的粘度。另一种已引入美国和欧盟市场的多糖是结冷胶。这是生物体少动鞘氨醇单胞菌(sphingomonas paucimobilis)的eps，它能够形成热可逆凝胶并因此在食品技术中用作胶凝剂和稳定剂。
5、从生物技术的角度来看，这种微生物多糖特别令人感兴趣，因为它们可以不依赖于季节和地点以可变的规模生产。
6、已知革兰氏阳性土壤细菌多粘类芽孢杆菌在合适的发酵条件下产生多糖。尤其已知多粘类芽孢杆菌产生的多糖的特点在于其高粘度。这种高粘度使得多糖能够用作例如食品、化妆品和/或制药领域中的流变介质或粘合剂。另一方面，所产生的多糖的高粘度是有效率地生产多糖的障碍，因为多糖赋予发酵培养基高粘度，并由此使得物料运输困难并且需要例如通过搅拌或加热来增加能量输入。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种有效率且节能的用于制备可由多粘类芽孢杆菌产生的多糖的方法。
2、通过表征多糖并阐明其生物合成，为达成所述目的提供了基础。结果表明，由多粘类芽孢杆菌产生的多糖是三种单独多糖组成的多糖混合物，只有通过其中两种多糖的相互作用才表现出高粘度。专利技术人阐明了这三种单独的多糖各自的生物合成。
3、根据本专利技术的目的通过多粘类芽孢杆菌的单个基因的诱变、优选定向诱变得以实现，这又使得能够受控地产生低粘度单一多糖和/或其低粘度混合物。多糖和/或多糖混合物的流变性质可以通过以合适比例混合来调节，并且例如也可以达到由野生型制备的多糖混合物的性质。相应地，本专利技术涉及一种制备方法，以及在该制备方法中使用的各种突变的为多粘类芽孢杆菌的生产生物体，以及根据本专利技术制备的多糖或多糖混合物例如作为流变介质、粘合剂、稳定剂、乳化剂或絮凝剂，优选在食品、药品和/或化妆品领域中的用途。
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1.用于由为多粘类芽孢杆菌的生产生物体制备多糖或多糖混合物的方法，其中所述方法包括至少一个以下彼此分开的步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中在制备后将所制备的多糖或多糖混合物纯化；和/或其中所述生产生物体是多粘类芽孢杆菌DSM365。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中将所制备的多糖或多糖混合物混合，从而获得具有下述混合物的多糖混合物：多糖Paenan I和Paenan II的混合物，或多糖Paenan I和Paenan III的混合物，或多糖Paenan II和Paenan III的混合物，或多糖Paenan I、PaenanII和Paenan III的混合物。
4.根据权利要求3所述的方法，其中Paenan I和Paenan III以1:2m/v的比例混合。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使多糖生物合成簇的至少一种酶功能被关闭从而不能产生多糖Paenan I的基因修饰选自遏止糖基转移酶PepD和/或PepF和/或十一异戊烯基-葡萄糖-磷酸转移酶PepC的功能的基因修饰，和/或其中使多糖生物合成簇的至少一
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中使多糖生物合成簇的至少一种酶功能被关闭从而既不产生多糖Paenan II也不产生多糖Paenan III的基因修饰选自遏止下述功能的基因修饰：糖基转移酶PepI、PepT、PepU和PepV的功能，或糖基转移酶PepK、PepT、PepU和PepV的功能，或糖基转移酶PepL、PepT、PepU和PepV的功能，或糖基转移酶PepT和PepL的功能。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中使多糖生物合成簇的至少一种酶功能被关闭从而既不产生多糖Paenan I也不产生多糖Paenan III的基因修饰选自遏止下述功能的基因修饰：糖基转移酶PepF和PepJ的功能，或糖基转移酶PepD和PepJ的功能。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中使多糖生物合成簇的至少一种酶功能被关闭从而既不产生多糖Paenan I也不产生多糖Paenan II的基因修饰选自遏止下述功能的基因修饰：十一异戊烯基-葡萄糖-磷酸转移酶PepQ和糖基转移酶PepF的功能。
9.包含多糖Paenan I、但既不包含多糖Paenan II也不包含多糖Paenan III的组合物；或者
10.为多粘类芽孢杆菌的生产生物体，在其中通过基因修饰关闭了多糖生物合成簇的至少一种酶功能，从而无法生产多糖Paenan II和多糖Paenan III；或者
11.包含Paenan I、Paenan II或Paenan III或者Paenan I、Paenan II和Paenan III的任意组合的混合物的多糖作为流变剂、粘合剂、稳定剂、乳化剂或絮凝剂，优选在食品、药品和/或化妆品领域中的用途。
12.根据权利要求11的用途，作为食品的添加剂的用途，所述食品任选地选自烘焙食品、汤、酱汁、蛋黄酱、番茄酱、果酱、柑橘酱、果冻、罐头(水果和蔬菜)、沙拉酱、冰淇淋、混合奶饮料、布丁、腌制蔬菜、罐头肉和鱼，或作为美容产品中的添加剂，所述美容产品任选地选自沐浴露、美容霜和乳液、洗发水、护肤霜、牙膏、保湿霜，或作为药物或医疗产品中的添加剂，所述药物或医疗产品任选地选自伤口敷料、用于受控释放活性成分的颗粒、滴眼剂、片剂包衣、用于营养补充剂的胶囊，或在组织工程中以在手术后支持表面粘附，在用于石油开采的注水中，在生物修复和废水净化中，用于重金属结合，作为水泥添加剂以在固化期间保持颗粒悬浮，或作为涂料添加剂的用途。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于由为多粘类芽孢杆菌的生产生物体制备多糖或多糖混合物的方法，其中所述方法包括至少一个以下彼此分开的步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中在制备后将所制备的多糖或多糖混合物纯化；和/或其中所述生产生物体是多粘类芽孢杆菌dsm365。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中将所制备的多糖或多糖混合物混合，从而获得具有下述混合物的多糖混合物：多糖paenan i和paenan ii的混合物，或多糖paenan i和paenan iii的混合物，或多糖paenan ii和paenan iii的混合物，或多糖paenan i、paenanii和paenan iii的混合物。
4.根据权利要求3所述的方法，其中paenan i和paenan iii以1:2m/v的比例混合。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使多糖生物合成簇的至少一种酶功能被关闭从而不能产生多糖paenan i的基因修饰选自遏止糖基转移酶pepd和/或pepf和/或十一异戊烯基-葡萄糖-磷酸转移酶pepc的功能的基因修饰，和/或其中使多糖生物合成簇的至少一种酶功能被关闭从而不能产生多糖paenan ii的基因修饰选自遏止糖基转移酶pept、pepu和/或pepv、和/或十一异戊烯基-葡萄糖-磷酸转移酶pepq、和/或遏止gdp-l-岩藻糖合成酶的功能的基因修饰；和/或其中使多糖生物合成簇的至少一种酶功能被关闭从而不能产生多糖paenan iii的基因修饰选自遏止糖基转移酶pepi、pepj、pepk和/或pepl的功能的基因修饰。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中使多糖生物合成簇的至少一种酶功能被关闭从而既不产生多糖paenan ii也不产生多糖paenan iii的基因修饰选自遏止下述功能的基因修饰：糖基转移酶pepi、pept、pepu和pepv的功能，或糖基转移酶pepk、pept、pepu和pepv的功能，或糖基转移酶pepl、pept、pepu和pepv的功能，...
【专利技术属性】
技术研发人员：V·西伯，C·席林，B·鲁赫曼，J·施密德，
申请(专利权)人：慕尼黑工业大学，
类型：发明
国别省市：
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