[发明专利]一种红色糖多孢菌及其发酵生产红霉素的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及红霉素技术领域，具体地说，是一种红色糖多孢菌及其发酵生产红霉素的方法，涉及菌种为红色糖多孢菌Saccharopolyspora erythraeaHD03 CGMCC No.2916。

【背景技术】

红霉素(erythromycin，Er)是由红色糖多孢菌(Saccharopolysporaerythraea)合成的次级代谢产物，为14元大环内酯类抗生素。红霉素具有广谱抗菌作用，对革兰氏阳性细菌、抗酸杆菌、立克次氏体及大病毒有抗菌活性，是治疗耐药性金黄色葡萄球菌感染和溶血性链球菌感染所引起疾病的首选药物，临床上可用于对青霉素过敏的患者。20世纪90年代以来，国际市场上红霉素畅销，其产量有较大幅度增长，成为世界抗生素市场上第三大类药物。

红霉素是多组分的抗生素。临床上具有广泛用途的是红霉素A(ErA)，它的抑菌活性最高。红霉素B(ErB)、红霉素C(ErC)为杂质。ErC的抗菌活性小，毒性却是A的2倍。在红霉素发酵液中，除了有抑菌活性的红霉素A主组分，同时存在红霉素B，C等杂质组分，杂质组分的存在不仅降低了红霉素A的得率，增加了发酵液后提取的压力，增加了产品的生产成本。

从红霉素的结构上得出，ErA、ErB与ErC在结构式上的差异仅在于红霉内酯环C12和碳霉糖3”位连接的基团不同。红霉素B与红霉素A相比，C12连接的是-H而非-OH；红霉素C与红霉素A相比，C3”接的是-OH而非-OCH₃。

红霉素的生物合成可分为两部分：大环内酯环的合成和大环内酯环的后修饰。以丙酸和甲基丙二酸的活性形式丙酰CoA和甲基丙二酰CoA为原料，经缩合、酮还原、脱水和烯还原等多轮循环合成大环内酯环6-脱氧红霉内酯B(6-deoxycrythronolide B，6-dEB)，6-dEB在羟化酶(eryF)、糖基转移酶作用下，先后在C-6位形成羟基，C-3位、C-5位接上L-mycarose(碳霉糖)和D-desosamine(去氧二甲氨基己糖，红霉糖胺)，形成红霉素生物合成过程中的第一个具有生物活性的红霉素D(ErD)。

ErD沿两条分支途径转化为红霉素A：在eryK的作用下，先羟基化生成ErC，然后在eryG的作用下甲基化，生成ErA；或在eryG的作用下，先甲基化生成ErB，然后在eryK的作用下羟基化，生成ErA。研究表明，eryK对ErD的催化能力较ErB高1200～1900倍，故ErC是主要的合成途径，ErB是支路合成途径。

ErD转化为ErA的程度和速度极大程度上取决于培养液的溶氧。EryK蛋白类似于细胞色素P450，属单加氧酶，氧含量的增加可提高EryK的羟基化作用。培养液中溶解氧的浓度维持在40％以上时，蛋白质EryK能保证90％的ErD羟基化转化为ErA。但是尽管高溶氧浓度是必须的，胞内高的糖苷配基流量也会导致ErD中间体转化成ErB这一支路产物。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种红色糖多孢菌及其发酵生产红霉素的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明在于提供一种红色糖多孢菌Saccharopolyspora erythraea HD03GMCC No.2916；该红霉菌株的保藏单位是中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心(CGMCC)；保藏日期为2009年2月20日，由华东理工大学生物系发酵实验室培养制得。

一种利用红色糖多孢菌及其发酵生产红霉素的方法，具体步骤为，包含培养和发酵两个阶段，从保藏斜面挖块1cm×1cm或甘油管，接种于灭过菌的种子培养基，温度32～34℃，摇床转速220～240r/min，培养44～48h；然后再以3～10％接种量接入灭过菌的发酵培养基中，温度32～34℃，摇床转速220～240r/min，培养6～7day，在20～24小时添加前体正丙醇，在发酵中后期添加甲基化试剂和羟基化试剂；得到红霉素；

所述的种子培养基组份为：淀粉0.2g/l，黄豆饼粉0.25g/l，糊精0.25g/l，玉米浆0.08g/l，硫酸铵0.03g/l，氯化钠0.04g/l，碳酸钙0.02g/l，豆油0.04g/l，余量为自来水；

所述的发酵培养基组份为：淀粉0.5g/l，黄豆饼粉0.6g/l，糊精0.1g/l，玉米浆0.2g/l，硫酸铵0.03g/l，氯化钠0.02g/l，碳酸钙0.03g/l，豆油0.06g/l，余量为自来水；

所述的甲基化试剂选自甲硫氨酸，叶酸，甜菜碱或者氯化胆碱中的一种；