[发明专利]膜生物反应器菌株诱变培养及腺苷发酵方法

说明书

技术领域

本发明属于微生物发酵核苷和膜生物反应器领域 

背景技术

目前的肌苷发酵有产氨短菌发酵(肌苷产量31g/L)，枯草杆菌发酵腺苷(16g/L)，枯草杆菌发酵鸟苷(20g/L)，枯草杆菌发酵胞苷(19g/L)，枯草杆菌发酵尿苷(65g/L)(Michael Petersen and Andreas Kiener；Biocatalysis；Green Chemistry April1999)。国内外近期文献报道未见高于其值的。枯草芽胞杆菌腺苷发酵菌株应具有以下特征：肌苷酸脱氢酶缺失，即黄嘌呤缺陷型；腺苷脱氨酶缺失，切断腺苷酸到肌苷酸的通路。腺苷磷酸化酶缺失，减少腺苷分解；解除单磷酸腺苷类终产物途径酶的反馈抑制。5′-核苷酸酶高活性，使腺苷酸迅速分解为腺苷。Carol E.Cass，Jeffrey K.Lowe，Janet M.Manchak，et al.等(Cancer Res1977；37：3314-3320)研究了霉酚酸对神经肿瘤细胞鸟苷酸合成的抑制作用，研究结果指出霉酚酸可抑制肌苷酸脱氢酶活性，对胸苷、腺苷代谢为不溶性酸物质的抑制率分别达到93和56％以上。10μM浓度的霉酚酸处理细胞3小时三磷酸鸟苷(GTP)浓度下降到空白时的30％，三磷酸胞苷(CTP)浓度、三磷酸尿苷(UTP)浓度和三磷酸腺苷浓度分别上升至空白时的170％，150％和130％。John Yu，Victor Lemas，Theodore Page，et al(Cancer Res1989；49：5555-5560)研究了抑制剂抑制肌苷酸脱氢酶对K562细胞的诱变，指出ATP/GTP增大。DAVID A.GLESNE，FRANK R.COLLART，AND ELIEZER HUBERMANL(MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY，Nov.1991，p.5417-5425)等研究了肌苷酸脱氢酶抑制剂霉酚酸和鸟苷对肌苷酸脱氢酶基因表达的调控，指出鸟苷和霉酚酸处理肌苷酸脱氢酶基因数小时后导致基因数和活性下降。霉酚酸处理后三磷酸腺苷产率上升到空白的137％，三磷酸尿苷产率上升至空白的154％，肌苷酸产率上升至空白的900％。三磷酸胞苷产率略有上升。三磷酸鸟苷下降至空白的20％。鸟苷处理后，三磷酸腺苷产率下降到空白的74％，三磷酸尿苷产率下降至空白的81％，肌苷酸产率稍有下降。三磷酸胞苷下降至空白的36％，三磷酸鸟苷上升至至空白的411％。Gregory Coia，George Kopsidas and Merilyn Sleigh(US2005/0266453，US2009/0311710A1)发明了用利巴韦林或衍生物置换核酸分子中相应靶位修饰方法。Joseph E.BAGGOTT，William H.VAUGHN and Barbara B.HUDSON指出甲氨喋呤除了抑制二氢叶酸还原酶外，还可抑制5-氨基咪唑-甲酰胺酰胺核苷转化酶，导致5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷积累，抑制腺苷脱氨酶和腺苷酸脱氨酶活性(Joseph E.BAGGOTT，William H.VAUGHN and Barbara B.HUDSON；Inhibition of 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribotidetransformylase，adenosine deaminase and5’-adenylate deaminaseby polyglutamates of methotrexate and oxidized folates and by5-aminoimidazole-4-carboxamide riboside and ribotide；Biochem.J.(1986)236，193-200)；Harry E.Gruber指出5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷和利巴韦林可抑制腺苷酸脱氨酶活性提高胞外腺苷浓度(Harry E.Gruber；Methods Of Screening Purine Nucleoside Compounds Or Fnalogs For the Ability to Enhance the Cell Synthesis And Release of Adenosine；U.S.Patent，5118601).膜生物催化反应器是集生化反应和膜分离为一体的反应技术.该技术已广泛用于废水处理.Jih-Han Hsieh，Parsippany，NJ.Jorge(U.S.Patent；4480034)发明了膜连续发酵生产粘糠酸的方法；Sunhoon Kwon，Ik-Keun Yoo等研究了二级膜细胞循环反应器连续发酵乳酸工艺(BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING，VOL.73，NO.1，APRIL5，2001)；L.Lopez，Natick，Mass.(U.S.Patent；5500352)发明了超滤膜生产6-氨基青霉素酸(6-APA)的方法；姬朝青发明了超滤膜黄酒促进发酵工艺(发明专利；公开号：CN1978625A).邵晶平；郭春香；刘宇新；郭和天发明了超滤膜连续酶解生产核苷酸方法(CN94112572.6)