[发明专利]布雷正青霉菌株及其在制备布雷菲德菌素A中的应用

说明书

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种布雷正青霉菌株及其在制备布雷菲德菌素A中的应用。一株布雷正青霉菌株(Penicillium glaucoroseum)，2020年08月20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，保藏编号：CGMCC No.20244，名称为布雷正青霉BT‑38。保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。本发明的应用具体是以虫蛀或发霉大米为底物，在20～35℃的温度下对布雷正青霉BT‑38进行发酵培养，培养时间为3～11天，所得发酵产物经分离纯化得到高纯度的布雷菲德菌素A。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种布雷正青霉菌株及其在制备布雷菲德菌素A中的应用。

背景技术

大米在为人民提供食物方面发挥着主导作用。农民通常使用传统的储存容器储存大米，但是储藏容器中的一部分大米受到各种生物因素的损害或腐烂。生物因素包括真菌、螨虫、霉菌、昆虫、害虫、啮齿动物、蜥蜴、鸟类等。在常见的生物制剂中，甲虫和蛾子是热带国家发现的导致储藏大米损失和变质的主要大米储藏害虫。霉菌毒素污染是大米损失的另一个巨大的因素，大量谷物被全球储藏真菌产生的真菌毒素污染。霉菌和霉菌毒素会导致大米损失，是食品价值链中的一个危险因素。其中高浓度的黄曲霉毒素会导致黄曲霉毒素中毒，从而导致严重的疾病甚至死亡。因此当人们遇到大米生虫或发霉后，会将大米丢弃照成巨大浪费。因此利用虫蛀和发霉大米生产微生物次级代谢产物，使生虫和发霉大米的到再次利用，更绿色、生态和环保。

微生物发酵包括固体发酵(SSF)和液体发酵(SmF)。其中，固体发酵已经有一千年的历史，并在很长的时间里是微生物发酵唯一的手段。但在20世纪40年代，随着科学家们通过液体发酵方法生产出了青霉素后，越来越多的抗生素通过液体发酵分离得到，使得液体发酵在抗生素的生产中占据绝对地位。近些年来，固体发酵越来越受到重视，但是基本上集中在农业生产上。据我所知本专利为第一个可以使用固体发酵工业生产抗生素的案例，为后续固体发酵生产抗生素的提供参考。固体发酵相对于液体发酵最显著的区别在于培养基质中没有加入大量的水，因此具有发酵时间长并且发酵流动性差，难以精确控制发酵过程的缺点。与此同时固体发酵存在的优势有很多，因为在发酵罐中水分含量低，固体发酵使用发酵罐体积更小，灭菌过程水分吸热耗能低，提取和浓缩成本低。通常情况下，产品是浓缩的浸在基质中，发酵的固体可以通过直接添加溶剂来立即提取，且减少或消除了污水处理的资本和运营成本。

一些研究表明，在SSF下生长的真菌能够满足全球对次生代谢物日益增长的需求。还有其他几个例子表明，SSF在短时间内产生大量次级代谢产物，产生比液体发酵更稳定的抗生素。SSF为培养的微生物提供了一个尽可能接近其自然环境的环境，这是微生物在SSF中表现良好并获得较高产品产量的主要原因。但是，由于提取了大量的固体，人们还提取了更多的浓缩杂质，提纯的成本与惰性化合物的浓度成正比。这实际上可能导致回收成本的增加，特别是在提取次生代谢物方面。因此，最终产品的分离和纯化通常被认为是这项技术的一个挑战，常占整个发酵过程的70％-80％。

布雷菲德菌素A(Brefeldin A，BFA)是一种天然存在的具有13元环大环内酯类抗生素，BFA具有抑制蛋白质由内质网向高尔基体复合物转运过程的功效。研究发现BFA具有抗细菌、抗真菌和抗肿瘤的活性。BFA作为一种蛋白转运抑制剂，能够影响蛋白质转运、加工过程，已成为细胞生物学家研究哺乳动物细胞信号转导途径的重要分子工具，且BFA对人类部分肿瘤细胞具有很好的抑制效果，可进一步开发为抗肿瘤药物或者作为抗肿瘤药物的先导化合物进行开发，具有一定的市场需求。关于发酵生产BFA的报道均为液体发酵，其工艺复杂、效率低、提取分离过程繁琐，经济性差、产生废水量大，环境污染严重。公开号为CN101445784A的中国发明专利公开了使用液体发酵生产BFA的技术，其原料均为纯度高的化工产品，价格高，环保性差，而且液体发酵过程使用水分多，占地面积大，产生废水多。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一株布雷正青霉菌株，该菌株可用于以虫蛀或发霉大米为底物进行发酵生产高纯度布雷菲德菌素A。