[发明专利]一种环状糊精葡萄糖基转移酶的产生菌

说明书

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体地说是一种环状糊精葡萄糖基转移酶的产生菌。

背景技术

环状糊精葡萄糖基转移酶(Cyclodextrin Glucanotransferase EC 2.4.1.19，简称CGTase)，是催化淀粉合成环状糊精的酶。环状糊精(cyclodextrin，简称CD)是由D-吡喃葡萄糖基以α-1，4葡萄糖苷键连接成环构成的环形低聚糖，根据组成葡萄糖基个数的不同，分别叫做α、β、γ-环糊精(葡萄糖基个数分别为6、7、8个)。作为生物工程的领域之一，以环状糊精葡萄糖基转移酶作用于淀粉制成的环状糊精，具有中空的圆筒状结构，内部疏水，外部亲水，可同分子空隙中的包蔽物质络合成为分子包接物，能包接气体、卤素、染料、香料、农药、食品等，被誉为“分子胶囊”和“皇冠化合物”，因而在食品、医药、化学、农业、分析化学以及环保等领域有着广泛的应用。1998年全球共消耗环糊精6000吨，价值达1亿美元，2002年环糊精市场达2.5亿美元。

虽然环状糊精也可以通过化学合成的方法得到，但是化学合成方法的环糊精产率极低，只适合于科学研究的目的。因此，现有的工业化生产都是采用酶法合成环状糊精，即在环糊精葡萄糖基转移酶催化作用下，转化淀粉及相关基质合成环状糊精。

对环状糊精葡萄糖基转移酶的基础研究早在上世纪30年代就已开始，1973年以来相继报导的各种资料表明，芽孢杆菌属的多种细菌都能产生CGTase，例如软化芽孢杆菌(B.macerans 1904年)、巨大芽孢杆菌(B.megaterium 1972年)、环状芽孢杆菌(B.circulans 1973年)、嗜热脂肪芽孢杆菌(B.stearothermophilus 1973年)、嗜碱性芽孢杆菌(Alkalophilic Bacillus 1982年)和肺炎克氏杆菌(Klebsiella pueumoniae 1977年)等，其中以嗜热脂肪芽孢杆菌的酶热稳定性高，巨大芽孢杆菌产酶量大。此外，据报道我国淡家林发现不生芽孢的嗜碱细菌(1985年)也能产生CGTase，是我国特有的菌种。现已经证明，能产生CGTase的细菌主要可分为两大类：一类以生成α-CD为主，一般多用的是软化芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌和肺炎克氏杆菌；另一类以生成β-CD为主，一般多用巨大芽孢杆菌、环状芽孢杆菌和嗜碱芽孢杆菌，其酶学性质有所差异。

国际上对环状糊精的生产和应用研究始于上世纪70年代，日本是世界上率先实现环状糊精工业化生产的国家，国际市场上环糊精的主要生产商有法国Cerestar、德国Wacker Biochem和日本Ensuiko Sugar等，日本在环糊精的生产与应用研究方面处于世界领先地位。我国于上世纪70年代末和80年代初开始对环状糊精的生产和应用进行探索性研究，由于嗜碱性芽孢杆菌的发酵条件较为粗放，易于控制和操作，生产成本相对较低，因此我国工业上基本都采用嗜碱性芽孢杆菌来生产环状糊精，但是总体上我国环状糊精的产量低、价格较贵且纯度不高，因此对环糊精生产的研究有着重要的意义。

由此可见，环状糊精葡萄糖基转移酶是工业化生产环状糊精的关键酶，然而在使用CGTase由淀粉工业化生产环状糊精的过程中，由于高温(85℃～90℃)和强碱(pH 8.5)是不可缺少的反应条件，因此耐热、耐碱的环状糊精葡萄糖基转移酶才具有商业化价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种环状糊精葡萄糖基转移酶的产生菌，该菌产生的环状糊精葡萄糖基转移酶酶活性好，极为稳定，具有很好的热稳定性。

本发明利用云南省微生物资源丰富的优势，从淀粉含量高的麦地、淀粉厂、粮库等周围筛选到一株产环状糊精葡萄糖基转移酶的芽孢杆菌属(Bacillus sp)菌株，自命名LZ-10，保藏编号为CGMCC No.2096，保藏日期为2007年6月22日，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)。其粗酶的最适反应pH为9.0，最适反应温度为65℃，热稳定性较好，在60℃-65℃下保温30分钟仍保持95％以上的残余酶活，在pH8.5-9.5条件下保温30分钟时仍保持90％以上的残余酶活。

该菌株的制备方法为：