Kitasatospora sp. MY5-36菌株补料重复发酵生产ε-聚赖氨酸

以Kitasatospora sp. MY5-36菌株为研究对象,首次采用带补料的重复发酵工艺发酵生产ε-聚赖氨酸(ε-PL),并对工艺参数进行初步研究.在摇瓶上对重复发酵ε-PL的可行性及稳定性进行了验证,并在5L发酵罐上初步构建了带补料的重复发酵ε-PL工艺.研究结果表明,重复发酵过程中最佳留种量为10%().通过对间歇补料、变速补料2种补料方式的考察,确定当残糖浓度下降至10g/L时,采用变速补料并控制残糖浓度在10g/L时能较好地进行带补料的重复发酵生产ε-PL.经5批次发酵后发酵体系仍具有较高的ε-PL生产能力,ε-PL批次平均终浓度为20g/L,生产强度达到0.159g/(L·h).

Kitasatospora sp. MY5-36产ε-聚赖氨酸分批补料发酵动力学

以北里孢菌(Kitasatospora sp.)MY 5-36为供试菌株,对ε-聚赖氨酸分批补料发酵动力学模型进行研究。建立了该菌株发酵合成ε-聚赖氨酸的菌体生长、产物合成和总糖消耗的动力学模型,并通过Origin 8.1软件对模型参数进行非线性拟合。结果表明:菌体量和聚赖氨酸的产量分别为16.25和13.15 g/L,产物合成与菌体生长的关系为部分耦联型。经验证,预测值与实验值有良好的拟合性,拟合度分别为0.999、0.995和0.992,说明所构建模型能够较好地反映ε-聚赖氨酸分批补料发酵过程。

Discovery of new hazimycin congeners from Kitasatospora sp.P07101

In an analytical study of microbial broths,the actinomycete strain Kitasatospora sp.P07101 was found to produce three new congeners,which were designated hazimycins B(1),C(2),and D(3),together with the previously reported hazimycin(renamed hazimycin A(4)).The structures of these hazimycins were examined using various spectroscopic methods including nuclear magnetic resonance(NMR),and the results revealed that 1–3 were analogues of hazimycin with the replacement of one of the two isonitrile groups in 4 by an NH-formyl group in 1,the two isonitrile groups and an amide group by two NH-formyl groups and a nitrile group in 2,and the two isonitrile groups and two amide groups by two NH-formyl groups and two nitrile groups in 3.Only hazimycin A exhibited moderate antimicrobial activities against Gram-positive bacteria and Candida albicans.These results indicated that the presence of two isonitrile groups in the hazimycin structure is essential for antimicrobial activity.

ε-聚赖氨酸生产菌株的筛选和鉴定

建立了一种灵敏的ε-PL产生菌高通量的筛选方法。在分离培养基中加入150mg/LK2Cr2O7,以有利于放线菌的富集分离;并添加美蓝染料,利用产碱菌株碱性分泌物和美蓝之间的静电作用而形成独特的透明圈,从而灵敏地筛选得到产碱菌株;利用Dragendorff试剂与生物碱特有的颜色反应从产碱菌株中检出得到46株生物碱产生株;最后对产生物碱的菌株的发酵液进行ε-PL含量分析,确定4株ε-PL产生菌株。对其中一株ε-PL高产菌PL6-3菌株进行形态、生理生化和16SrDNA分析,结果表明PL6-3为北里孢菌属(Kita-satospora)。

ε-聚赖氨酸高产菌株选育及分批发酵的研究

以北里孢菌(Kitasatospora sp.)PL6-3为出发菌株,经硫酸二乙酯诱变,获得遗传性能稳定的AECr突变株MY5-36。MY5-36摇瓶发酵产ε-聚赖氨酸达1.17 g/L,是出发株PL6-3的3倍;5 L发酵罐批式发酵产酸达7.72 g/L,较出发菌株提高了7倍以上。与PL6-3相比,MY5-36菌株形态发生了很大变化,菌丝和孢子颜色都发生了改变。

产ε-聚赖氨酸菌株生物合成条件研究

对一株产ε聚赖氨酸Kitasatosporasp PL6 3菌株进行生理生化特性研究。并通过5L发酵罐中εPL的合成条件的考察,发现在搅拌转速为35 0r/min ,pH 4 0 ,初糖浓度为3%并补糖的操作条件下εPL的质量浓度可高达6 6 5g/L ,产率提高近10倍。

番茄灰霉病菌拮抗稀有放线菌的分离及其抑菌物质分析

为筛选新型有效的番茄灰霉病菌天然抑制产物,采用平板对峙法和菌丝生长速率法从44株采自辽宁各地的放线菌中筛选植物病原真菌拮抗放线菌,通过孢子萌发生长法和系统发育树分析番茄灰霉病菌拮抗放线菌的抑菌活性和分类地位,测试高抑菌活性菌株无菌发酵液活性物质的稳定性,并以高分辨率飞行质谱扫描鉴定稀有放线菌发酵液的抑菌产物。结果表明,筛选到13株具有抑菌活性的放线菌,其中SA32、SA33、SA37、SA39、SA45、SA51这6株菌对番茄灰霉病菌的生长及其孢子萌发有抑制效果,SA37和SA45对番茄灰霉病菌菌丝生长的抑制率分别高达75.13%和79.27%,对番茄灰霉病菌孢子萌发的抑制率分别高达86.25%和93.43%。系统发育树分析表明,SA45聚类于稀有放线菌北里孢菌属,其余5株菌均聚类于链霉菌属。对比高活性菌株SA37和SA45发酵液在-20～120℃、pH值1～14和3种酶(蛋白酶K、胰蛋白酶和胃蛋白酶)处理条件下的抑菌稳定性表明,SA45发酵液的抑菌活性和稳定性均高于SA37。高分辨率质谱分析不同溶剂提取的SA45活性物质表明,SA45发酵液中不存在已报道的活性物质。综上所述,北里孢菌SA45发酵液对番茄灰霉病菌具有高效和稳定的抑菌活性,可能存在新型抑菌物质,其菌株及发酵液具有较高的应用价值和研究价值。

白丝北里孢菌L-谷氨酸氧化酶的异源表达及酶学性质分析

为实现从L-谷氨酸到α-酮戊二酸(α-ketoglutaric acid,α-KG)的高效生物转化,将来源于白丝北里孢菌(Kitasatospora setae KM-6054)的L-谷氨酸氧化酶(L-glutamate oxidase,LGOX)在大肠杆菌(Escherichia coli)中实现异源表达,并研究其酶学特性。根据LGOX的氨基酸序列和大肠杆菌系统偏好性合成LGOX全基因序列,并通过pET28a(+)/DE3系统在大肠杆菌中实现了功能表达。诱导剂异丙基硫代半乳糖苷(isopropyl-β-D-thiogalactoside,IPTG)终浓度为0.1 mmol/L,20℃诱导18 h,重组大肠杆菌粗酶液酶活力可达49.10 U/m L。亲和层析获得酶比活力为45.98 U/mg纯酶,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳条带显示蛋白分子质量大小约为70 kDa。酶学性质研究表明:其最适反应温度和pH值分别为40℃和6.0;K_m值为1.23 mmol/L,V_(max)值为76.24μmol/(min·mg),L-谷氨酸为该酶的最适底物。本研究确定了LGOX在E.coli BL21中的异源表达及酶学特性,为生物转化合成α-KG提供了新的参考途径。

一株北里孢菌株的分离鉴定及其对松材线虫的致病性

【目的】筛选、鉴定出对松材线虫杀灭活性较高的放线菌菌株,并确定生防菌株的毒力因子。【方法】采用平板活性测试及代谢杀虫活性检测方法进行筛选,采用形态学及16S rDNA序列分析等进行鉴定。对发酵液中的活性物质稳定性分析后,利用醇沉、萃取、层析、气相色谱/质谱分析等方法分离纯化出杀虫毒力因子。【结果】从河南南阳宝天曼的腐木及枯枝落叶样品中共分离获得了79株放线菌,从中筛选出对松材线虫有灭活作用的放线菌6株,其中分离株C620菌株对松材线虫的灭活性最高:该菌株的发酵液处理松材线虫48、60 h后线虫的死亡率分别达到60.0%、81.5%。结合该菌株的形态学、生理学特征及16S rDNA序列分析等结果将其归为北里孢菌属中的一个种,菌株编号Kitasatospora sp.strain C620。该菌株的发酵液中杀线虫活性物质的热稳定性、光稳定性及耐储藏性均较强,在中性偏碱性环境较稳定;经pH纸电泳层析初步确定该物质属于碱性水溶性物质。对菌株C620发酵液分离纯化,得到活性化合物为1-苯基-3-(2-吡啶)-5-吡唑啉酮。【结论】获得一株松材线虫高效生防菌Kitasatospora sp.strain C620,其活性物质为1-苯基-3-(2-吡啶)-5-吡唑啉酮。