[发明专利]一种地衣芽孢杆菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及γ-PGA高产菌株及其应用，即地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)P-104及其发酵生产γ-PGA的方法。

背景技术

γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid，γ-PGA)是一种由L-谷氨酸和D-谷氨酸为单体，通过α-氨基和γ-羧基以肽键的形式缩合而成的同聚酰胺。γ-PGA多由微生物发酵产生，分子量通常为100-1000kDa(Buescher，J.M.and A.Margaritis.Microbial biosynthesis of polyglutamic acid biopolymer and applications in the biopharmaceutical，biomedical and food industries.Critical Reviews in Biotechnology，2007，27：1-19)，不同分子量的γ-PGA具有不同的用途。γ-PGA不仅具有良好的生物相容性和生物可降解性，还具有增稠性、乳化性、成膜性、成纤维性、保湿性、粘性等功能特性，其降解产物为对人体和环境无公害的谷氨酸，是一种对环境友好且具有优良性能的绿色高分子材料。广泛应用于医药领域作为药物载体以及结构材料、用于化妆品保湿添加剂、食品工业的增稠剂和抗冻剂、工业胶黏剂等等，具有极大的商业开发价值和应用前景。

目前，众多学者开展γ-聚谷氨酸高产菌的选育、代谢途径、发酵工艺、分离纯化工艺以及性质、应用的研究。发酵生产γ-PGA的菌种主要为芽胞杆菌属细菌，其中枯草芽抱杆菌、地衣芽抱杆菌研究最多。枯草芽孢杆菌的产量普遍较地衣芽孢杆菌高，但是因为容易受到噬菌体的侵染，造成损失，因此地衣芽孢杆菌更加受到关注。Cheng等采用B.licheniformis A35生产γ-PGA(Cheng C，Asada Y，Aaida T.Production of γ-polyglutamic acid by Bacillus licheniformis A35under denitrifying conditions.Agric.Biol.Chem.，1989，53：2369-2375)产量为8g/L，且存在发酵周期长、需要无机厌氧培养基、发酵产率低、产物分子量小等不足。为了解决这一问题，研究者公开了采用B.licheniformis ATCC 9945A生产聚γ-PGA的方法(US Patent 5378807，1995)。先后有众多研究者通过基因工程、培养基优化、培养条件控制等手段，使其产量有所提高，但使用B.licheniformis ATCC 9945A，产量一般在17-45g/L左右，且发酵时间一般为96h相对较长，且过程中需添加高浓度的甘油，故其生产成本高。B.licheniformis SAB-26的产量较高(Abdel-Fattah，Y.R.，N.A.Soliman，and M.M.Berekaa，Application of Box-Behnken Design for Optimization of Poly-γ-Glutamic Acid Production by Bacillus licheniformis SAB-26.Research journal of microbiology，2007，2(9)：664-670)，能够达到产量59.9g/L，但是周期为72h也较长，且B.licheniformis SAB-26生产的γ-PGA分子量仅有70kDa-180kDa，不能够满足高分子量的需求。综上所述，地衣芽孢杆菌生产周期长、生产效率低、成本高。因此，筛选一株高效γ-PGA生产菌并开发低成本的生产工艺具有重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种生产周期短、生产效率高、生产成本低的菌株，以及用该菌株发酵生产γ-PGA的方法。

为了达到上述目的，本发明通过如下技术方案实现：

本发明提供一种用于γ-PGA发酵生产的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)P-104，于2010年9月14日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC No.4156。

本发明所提供的菌株P-104细胞呈直杆状，革兰氏染色阳性。在LB固体培养基上菌落圆形，干燥，不透明，蔓延，边缘不齐，毛发状。最适生长温度30-37℃，适宜pH 6.8-7.2。接触酶试验阳性，硝酸盐试验阳性，柠檬酸盐试验阳性，明胶液化试验阳性。