[发明专利]一株高效转化黄姜皂苷为薯蓣皂苷元的菌种及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas sp.）ST-03及其高效转化黄姜中皂苷生产薯蓣皂苷元的方法。

背景技术

薯蓣皂苷苷元是生产甾体激素类药物的重要基础原料。甾体激素药物是仅次于抗生素的第二类药物, 具有很强的抗感染、抗过敏、抗病毒和抗休克等药理作用。近年来,甾体药物在医疗领域的应用范围不断扩大, 被广泛用于治疗风湿病、心血管、胶原性病症、淋巴白血病、人体器官移植、抗肿瘤、细菌性脑炎、皮肤病、内分泌失调、老年性疾病等。目前大概有超过一千种甾体激素类药物是由薯蓣皂苷元合成或者半合成的。国内外薯蓣皂苷元的提取工艺主要是直接酸水解法和预发酵法，以及一些在此两种方法基础上的改进等方法，这些方法中均有酸水解这一工序，产生大量含酸废液，对环境的污染比较严重。利用微生物进行薯蓣皂苷元的转化可以实现绿色高效的生产，能够有效的克服化学合成方法的毒性大、专一性不强和转化效率不高的弊端。

黄姜中的皂苷成分复杂，而且多数是脂溶性化合物，水溶性很低，因此转化过程中底物投料浓度和转化效率都非常低，相对于研究者已经发现木霉属和曲霉属的一些微生物，虽然将黄姜中的皂苷转化为薯蓣皂苷元进行生物转化的条件温和，环境友好，但是这些微生物的转化效率低，副产物多，并不能真正的进入工业生产。因此筛选一株高效转化生产薯蓣皂苷元的微生物具有非常重要的意义，而目前关于鞘氨醇单胞菌属用于转化生产薯蓣皂苷元的研究未见报道，其生产薯蓣皂苷元的高收率更是工业生产的一大优势。发明内容

本发明的目的在于提供一株高效转化产生薯蓣皂苷元的鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas sp.）ST-03，以及利用该菌株转化生产薯蓣皂苷元的方法，可达到高产物得率的要求。

本发明的发明人从实验室保存的真菌中筛选到一株转化产生薯蓣皂苷元的微生物，该菌株为鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas sp.）ST-03，保藏在位于北京市朝阳区大屯路的中国科学院微生物研究所内中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.6836，分类命名为Sphingomonas sp.，保藏日期为2012年11月19日。

应用上述微生物转化黄姜中皂苷生产薯蓣皂苷元的方法，其步骤如下：

（1）采用保藏号为CGMCC No.6836的鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas sp.）ST-03为生产菌种，按照常规方法进行活化培养得到种子液，将该种子液涂布到查氏培养基上；

（2）制备ST-03菌株的细胞液体培养物：挑取步骤（1）的查氏固体培养基上的ST-03菌株一环，接种于已灭菌的装有30-50 mL种子培养基的250 mL锥形瓶中，培养温度为30-40℃，置摇床上以170-220 r/min的转速培养24-28 h至对数生长中期，即得到ST-03菌株的细胞液体培养物；

（3）发酵培养：将步骤（2）中制备好的细胞液体培养物以3-7%（w/w）的接种量接入发酵培养基，装液量为500 mL锥形瓶中装60-90 mL发酵培养基，培养温度为30-40℃，在170-210 r/min的转速下培养24-28 h，获得发酵液。

（4）生物转化：精确称取适量黄姜皂苷，投入步骤（3）中的菌体发酵液，使其终浓度为3-5 g/L，在转化温度37℃，170-210 r/min的转速下转化140-170 h，即得转化液。

（5）产物检测：将步骤（4）的转化液在7000-11000 r/min下离心4-9 min，沉淀用与转化液同体积的60 ℃-90℃石油醚抽提3次，合并抽提液后于旋转蒸发仪中旋至有晶体出现，乙腈复溶晶体并通过0.22 μm的有机膜过滤除杂，滤液利用高效液相色谱法分析薯蓣皂苷元的含量。