菜籽甾醇转化制备雄烯二酮高产菌株的诱变育种
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分枝杆菌原生质体诱变产9-羟基-雄烯二酮菌种选育薛凯;王荣;王友富;李良智;胡翠英;扶教龙【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2017(045)023【摘要】为获得转化底物植物甾醇为9-羟基-雄烯二酮(简称9-OH-AD)的高产稳定菌株,将出发菌株分枝杆菌制备成原生质体,并对其原生质体进行定向紫外诱变筛选.结果表明,NaCl为最佳的分枝杆菌原生质体渗透稳定剂,最适浓度为0.5 mol/L,在此条件下获得的原生质体数量为3.1×108个/mL,且最终获得1株比出发菌株9-OH-AD生产量提高84.7%的菌株MS23,经传代3次,9-OH-AD的积累量分别为37.32、41.64、38.77 mg/L,具有良好的遗传稳定性.产品通过液相色谱进行确证,同时在5 L发酵罐中进行转化制备9-OH-AD的初步研究.经原生质体紫外诱变获得的遗传性稳定的9-OH-AD高产菌株可用于进一步的转化制备条件优化研究.【总页数】5页(P288-292)【作者】薛凯;王荣;王友富;李良智;胡翠英;扶教龙【作者单位】苏州科技大学化学生物与材料工程学院,江苏苏州215009;浙江神洲药业有限公司,浙江台州318000;浙江神洲药业有限公司,浙江台州318000;苏州科技大学化学生物与材料工程学院,江苏苏州215009;苏州科技大学化学生物与材料工程学院,江苏苏州215009;苏州科技大学化学生物与材料工程学院,江苏苏州215009【正文语种】中文【中图分类】S182【相关文献】1.9-苯基-9-羟基-4,5-二氮杂芴水合物的合成与表征2.一种新型含磷阻燃剂双-N[1-(4-羟基苯基)-1-(9-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)-甲基]-1,5-萘二胺的合成及应用3.分枝杆菌LY-1转化植物甾醇产9α羟基雄烯二酮的发酵工艺优化4.C1,2位脱氢酶抑制剂对9-羟基雄烯二酮制备的影响5.C1,2位脱氢酶抑制剂对9-羟基雄烯二酮制备的影响因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010698933.8(22)申请日 2020.07.20(66)本国优先权数据202010600821.4 2020.06.28 CN(71)申请人 中国科学院上海高等研究院地址 201210 上海市浦东新区海科路99号(72)发明人 张保国 刘相岑 袁辰阳 曹慧锦 杜桂林 史吉平 (74)专利代理机构 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219代理人 许亦琳 余明伟(51)Int.Cl.C12N 9/02(2006.01)C12N 15/53(2006.01)C12N 15/74(2006.01)C12N 1/21(2006.01)C12P 33/02(2006.01)C12R 1/32(2006.01) (54)发明名称一种微生物降解植物甾醇生产雄二烯二酮的方法(57)摘要本发明涉及生物技术领域,提供一种微生物降解植物甾醇生产雄二烯二酮的方法,首次从新金分支杆菌DSM 1381中克隆出一个新的3‑甾酮‑△1‑脱氢酶基因,过基因工程手段,获得了高效表达3‑甾酮‑△1‑脱氢酶的重组菌,在转化培养基中底物植物甾醇浓度高达5g/L时,可使转化液中产物雄二烯二酮的纯度在95%以上,有效的减少副产物雄烯二酮残留,提高产物雄二烯二酮的纯度。
权利要求书1页 说明书11页序列表8页 附图2页CN 111808830 A 2020.10.23C N 111808830A1.一种3-甾酮-△1-脱氢酶,其特征在于,所述3-甾酮-△1-脱氢酶的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。
2.一种多核苷酸,其特征在于,所述多核苷酸编码如权利要求1所述的3-甾酮-△1-脱氢酶。
3.根据权利要求2所述的一种多核苷酸,其特征在于,所述多核苷酸的核苷酸序列如SEQ ID NO:28所示。
4.一种重组表达载体,其特征在于,包含如权利要求2或3所述的多核苷酸。
菜籽甾醇转化制备雄烯二酮高产菌株的诱变育种杨英;姜绍通;胡锦艳;赵俊平;梁铁艳【期刊名称】《食品科学》【年(卷),期】2009(030)005【摘要】以分枝杆菌Mycobacterium sp.BD-696为出发菌株,采用紫外、硫酸二乙酯复合诱变处理,筛选得到两株雄烯二酮高产突变株:Mycobacterium sp.BD-696-3和Mycobacterium sp.BD-696-6,在底物甾醇添加量为6‰、摇瓶发酵168h时的雄烯二酮产量分别为2.31g/L和2.33g/L,得率分别为60.7%和61.4%,较出发菌株提高了12.8%和13.5%.连续传代实验结果表明,突变株Mycobacterium sp.BD-696-6的遗传性状稳定.【总页数】4页(P145-148)【作者】杨英;姜绍通;胡锦艳;赵俊平;梁铁艳【作者单位】合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽,合肥,230009;安徽建筑工业学院环境工程系,安徽,合肥,230022;合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽,合肥,230009【正文语种】中文【中图分类】Q933【相关文献】1.两相系统发酵转化植物甾醇为雄烯二酮的研究 [J], 姜绍通;赵俊平;杨英;胡锦艳;崔丽娟2.双水相系统微生物转化植物甾醇制备雄烯二酮研究 [J], 杨英;姜绍通;潘丽军;易守连3.微生物转化植物甾醇为雄烯二酮检测方法的建立 [J], 杨英;姜绍通;赵俊平;胡锦艳;操丽丽4.分枝杆菌LY-1转化植物甾醇产9α羟基雄烯二酮的发酵工艺优化 [J], 王向栋;李会;陈志蔚;蔡兆培;史劲松;许正宏5.分枝杆菌降解植物甾醇制备雄烯二酮转化过程研究 [J], 杨英;姜绍通;魏兆军;赵妍嫣;孙晓明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1639354A [43]公开日2005年7月13日[21]申请号03804973.2[22]申请日2003.02.03[21]申请号03804973.2[30]优先权[32]2002.02.01 [33]US [31]10/066,395[86]国际申请PCT/CA2003/000131 2003.02.03[87]国际公布WO2003/064674 EN 2003.08.07[85]进入国家阶段日期2004.08.31[71]申请人阿克佐诺贝尔公司地址荷兰阿纳姆[72]发明人J·P·库特尼 E·J·赫灵顿 G·斯帕索夫[74]专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所代理人罗菊华[51]Int.CI 7C12P 33/16C12P 33/00C12P 33/02C12P 39/00C12N 1/14C07J 1/00// ( C12P33/16,C12R1∶32)(C12P33/02,C12R1∶77)权利要求书 2 页 说明书 26 页 附图 2 页[54]发明名称将植物甾醇发酵制备雄二烯二酮的方法[57]摘要将植物甾醇组合物发酵以制备雄烯二酮(雄-4-烯-3,17-二酮)和随后的雄二烯二酮(雄-1,4-二烯,3,17-二酮)的方法,其包括:在第一营养培养基中增殖分枝杆菌属的微生物培养物;将微生物培养物和植物甾醇组合物在生物反应器中放置足够的时间以将组合物基本上转化为雄烯二酮(“AD溶液”);在第二营养培养基中增殖镰孢属的真菌培养物;将1)镰孢属物种或2)真菌培养物培养基中的一种或多种注入生物反应器中,反应足够的时间以将AD溶液转化为雄二烯二酮。
03804973.2权 利 要 求 书第1/2页 1.将植物甾醇组合物发酵以制备雄烯二酮(雄-4-烯-3,17-二酮)和随后制备雄二烯二酮(雄-1,4-二烯,3,17-二酮)的方法,其中包括: 在第一营养培养基中增殖分枝杆菌属的微生物培养物; 将微生物培养物和植物甾醇组合物在生物反应器中放置足够的时间以将该组合物基本上转化为雄烯二酮(″AD溶液″);在第二营养培养基中增殖镰孢属的真菌培养物;将1)镰孢属物种和2)真菌培养物培养基中的一种或多种注入生物反应器中足够的时间以将AD溶液转化为雄二烯二酮。
雄甾烯二酮转化菌的诱变育种
李莹;戈梅;王旻;陈代杰
【期刊名称】《中国医药工业杂志》
【年(卷),期】2003(34)7
【摘要】分别采用紫外光、YAG倍频脉冲激光、紫外光与倍频激光复合处理等方法 ,以不同剂量对雄甾烯二酮 (1)转化菌进行诱变照射 ,同时对激光的修复作用、诱变效果进行探讨。
结果表明 ,被照菌株产 1能力有不同程度的提高。
当菌株经紫外光照射后再以不同剂量 YAG倍频激光照射 ,获得一株高产优质突变株 L- 3- 195 ,产 1能力提高了116 % ,且不再产生结构类似副产物雄甾二烯二酮 ,经 4次传代 ,突变株遗传性状稳定。
【总页数】3页(P322-324)
【关键词】雄甾烯二酮;诱变育种;紫外光;激光
【作者】李莹;戈梅;王旻;陈代杰
【作者单位】中国药科大学;上海来益生物药物研发中心
【正文语种】中文
【中图分类】TQ467.8
【相关文献】
1.微生物转化植物甾醇生产雄烯二酮(AD)和雄二烯二酮(ADD)的工业化生产工艺开发研究 [J],
2.雄甾烯酮转化菌的诱变育种和发酵条件优化 [J], 赵有玺;龚平
3.菜籽甾醇转化制备雄烯二酮高产菌株的诱变育种 [J], 杨英;姜绍通;胡锦艳;赵俊平;梁铁艳
4.Mycobacterium sp.高效转化植物甾醇为雄甾-1,4-二烯-3,17二酮的诱变选育[J], 钟传圣;饶志明;夏海锋;许正宏;方慧英;诸葛健
5.降解植物甾醇产雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮工程菌株的构建及转化培养基优化 [J], 刘相岑;郝晓蔚;张瑞婕;冯雯雯;朱晨光;张保国;史吉平
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专利名称:一种植物甾醇制备4-雄烯二酮的方法专利类型:发明专利
发明人:吴卫忠,蒋澄宇
申请号:CN201410441970.5
申请日:20140902
公开号:CN104195209A
公开日:
20141210
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提供了一种植物甾醇制备4-雄烯二酮的方法,包括如下步骤:步骤1,将自主分离与筛选得到的一株分杆菌株、种子斜面固体培养基和无菌水,恒温培养5-6天,得到种子;步骤2,将一级种子培养基溶于水,移入由步骤1得到的种子,在摇床上放置72h,得到一级种子;步骤3,将二级种子培养基溶于水,移入由步骤2得到的一级种子,反应48h,得到二级菌种;步骤4,将植物甾醇、豆油、吐温分别放入发酵罐中,同时加入生物转化培养基,移入步骤3得到的二级菌种,直至检测无植物甾醇残留为止,加热到90℃,静止3h,分出水层;步骤5,油层用有机溶剂萃取,减压浓缩到溶剂体积的1/4,冷却到5℃,过滤,得到粗品;用甲醇重结晶,得到4-雄烯二酮成品。
申请人:常州大学
地址:213016 江苏省常州市武进区滆湖路1号
国籍:CN
代理机构:南京同泽专利事务所(特殊普通合伙)
代理人:蒋全强
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菜籽甾醇转化制备雄烯二酮高产菌株的诱变育种杨 英1,2,姜绍通1,胡锦艳1,赵俊平1,梁铁艳1(1.合肥工业大学生物与食品工程学院,安徽 合肥 230009;2.安徽建筑工业学院环境工程系,安徽 合肥 230022)摘 要:以分枝杆菌Mycobacterium sp. BD-696为出发菌株,采用紫外、硫酸二乙酯复合诱变处理,筛选得到两株雄烯二酮高产突变株:Mycobacterium sp. BD-696-3和Mycobacterium sp. BD-696-6,在底物甾醇添加量为6‰、摇瓶发酵168h时的雄烯二酮产量分别为2.31g/L和2.33g/L,得率分别为60.7%和61.4%,较出发菌株提高了12.8%和13.5%。
连续传代实验结果表明,突变株Mycobacterium sp. BD-696-6的遗传性状稳定。
关键词:菜籽甾醇;分枝杆菌;诱变育种;雄烯二酮Mutation Breeding of Strain Highly Producing Androst-4-ene-3,17-dione from Rapeseed SterolsYANG Ying1,2,JIANG Shao-tong1, HU Jin-yan1, ZHAO Jun-ping1,LIANG Tie-yan1(1. School of Biotechnology and Food Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China;2. Department of Environment Engineering, Anhui Institute of Architecture, Hefei 230022, China)Abstract :The mutagenesis of Mycobacterium sp. BD-696 was induced by UV and DES, and two mutants Mycobacterium sp.BD-696-3 and Mycobacterium sp. BD-696-6 were obtained. When the concentration of substrate steroid is 6‰ and shaking flaskfermentation is kept for 168 hours, the transformation yield of androst-4-ene-3,17-dione (AD) from rapeseed sterol byMycobacterium sp.D-696-3 and Mycobacterium sp. BD-696-6 are 2.31 g/L and 2.33 g/L, respectively, and the correspondingtransformation rates are 60.7 % and 61.4%, higher 12.8% and 13.5% than that by the original strain, respectively. Moreover, thecontinuous passage experiment showed that the mutant BD-696-6 has high genetic stability.Key words:rapeseed sterols;Mycobacterium sp;mutation breeding;androst-4 -ene-3,17-dione中图分类号:Q933 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2009)05-0145-04收稿日期:2008-04-15基金项目:“十一五”国家科技攻关计划项目(2006BAD05A12);安徽省自然科学基金项目(070413165X)作者简介:杨英(1963-),女,副教授,博士研究生,主要从事生物发酵研究。
E-mail:yangjing5918@163.com植物甾醇广泛应用于医药、食品、化工和饲料等领域。
菜籽油副产物油脚中含有10%左右的甾醇,脱臭馏出物中甾醇含量更是高达20%以上[1]。
我国是一个油菜生产大国,副产物中甾醇的综合利用具有重大的经济效益和社会效益。
植物甾醇与甾体激素药物的主体结构都是甾核,不同的只是侧链和双键上的差异(图1、2)。
植物甾醇的这些结构特点决定了它可以作为甾体激素药物半合成的原料。
但是,植物甾醇侧链利用化学手段难以降解,长期以来被当作废物处理。
通过微生物选择性降解菜籽甾醇侧链,可得到制备甾体激素类药物的重要中间体[2]雄烯二酮(雄甾-4-烯-3,17-二酮,androst-4-ene-3,17-dione,简称AD)。
微生物选择性切除甾醇边链生产AD[3-7]具有产品纯度高、生产成本低、周期短等特点。
相比而言,传统的AD制备方法薯蓣皂甙元途径[8]工艺复杂,成本高,且污染环境。
因此微生物发酵技术生产AD是代替传统生产方法的一大趋势。
微生物法生产AD主要受到菌种转化能力的制约。
虽然近些年来利用基因工程技术进行菌种选育取得了一定进展,但传统的物理和化学诱变方法仍是国内外提高工业微生物生产菌产量的主要手段。
关于甾体激素转化菌的研究国内外有很多相关报道,但主要侧重对发酵工艺的研究,其目的主要集中在如何解决甾醇疏水性问题,对甾体激素转化菌的诱变也主要集中在ADD(雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮,androst-4-ene-3,17-dione)生产菌株的诱变。
本实验分别采用紫外光、硫酸二乙酯以及两者复合方法对AD转化菌进行诱变处理,以期筛选到转化专一,只产AD,不产ADD的高产菌株。
1材料与方法1.1材料与试剂1.1.1菌种分枝杆菌 Mycobacterium sp. BD-696由合肥工业大学生物与食品工程学院保藏。
1.1.2试剂菜籽甾醇由合肥工业大学生物与食品工程学院精制,甾醇含量高于95%;其他试剂均为市售分析纯试剂。
1.1.3培养基斜面培养基及普通平板培养基(g/L):含葡萄糖10、甘油20、硝酸铵2、K2HPO4 0.5、琼脂20。
筛选培养基Ⅰ[9](g/L):含NaCl 0.005、K2HPO4 0.2、MgSO4・7H2O 2.5、NH4NO3 1、FeSO4・7H2O 0.001、琼脂15、甾醇1。
筛选培养基Ⅱ[9](g/L):含NaCl 0.005、K2HPO4 0.2、MgSO4・7H2O 2.5、NH4NO3 1、FeSO4・7H2O 0.001、琼脂15,AD1。
液体种子培养基(g/L):含玉米淀粉60、NH4NO3 2.5、K2HPO4 0.9、泡敌 0.07,pH7.5。
将20ml该培养基装入100ml三角瓶。
发酵转化培养基(g/L):含葵花油160、甾醇6、玉米淀粉60、NH4NO3 2.5、K2HPO4 0.9、泡敌0.07,pH7.5。
将50ml该培养基装入250ml三角瓶。
1.1.4培养条件斜面及平板培养:温度为30~32℃,培养时间为5d。
液体种子培养:取一环在斜面培养基上培养5d的菌体,接种至液体种子培养基中,置于130r/min旋转式摇床上,培养66h,培养温度为30~32℃。
发酵转化培养:液体种子培养66h后,以接种量10%接入发酵培养基,置于250r/min旋转式摇床上,培养7d,培养温度为30~32℃。
1.2方法1.2.1诱变处理[10]菌悬液制备:用10ml 0.1mol/L pH 7.0的磷酸缓冲液将分枝杆菌Mycobacterium sp. BD696斜面菌苔洗下。
调整菌悬液细胞浓度为108/ml。
紫外线(UV)诱变:将菌悬液置于15W紫外灯下30cm处,分别照射30、60、120、180、240、300s。
硫酸二乙酯(DES)诱变:菌悬液加硫酸二乙酯0.2ml,分别振荡处理20、40、60、80min。
之后,立即加入0.5ml的25%硫代硫酸钠溶液终止反应。
复合诱变:根据上述紫外诱变和硫酸二乙酯的结果,选择致死率适中(70%~80%)的紫外线照射剂量及硫酸二乙酯处理时间为条件进行复合诱变。
1.2.2突变株筛选[11]平板初筛:将诱变后的菌液涂于筛选培养基Ⅰ平板上培养。
将生长迅速、旺盛的菌落挑出再培养于筛选培养基Ⅰ上,并用影印平板法[8]转接于筛选培养基Ⅱ上。
选择在筛选培养基Ⅱ上不能生长的菌株,保存于试管斜面,以备下一级筛选。
摇瓶复筛:将初筛出来的菌株进行摇瓶发酵实验。
用薄层层析法初步判断转化情况,并用气相色谱法检测发酵终点时AD的产量和甾醇转化率,以验证菌体转化能力的高低。
1.2.3发酵研究对筛选出的菌株进行传代稳定性研究、种子生长曲线测定及发酵动力学曲线测定。
1.3分析方法1.3.1生物量的测定取液体种子发酵液10ml,用滤纸过滤,再用蒸馏水洗涤菌体。
将洗涤后的菌体置于干燥器中干燥至恒重称量。
1.3.2薄层层析(TLC)定性分析按1:1的比例用乙酸乙酯提取发酵液。
振荡10min,至充分溶解后,静置分层。
取上层乙酸乙酯溶液,5000r/min离心10min。
取上清液,用定量毛细管取样5μl,点于GF254硅胶薄板。
以乙酸乙酯-正己烷(3:7)为展层剂展开。
待溶剂前沿距离板前端1.5cm时,展层结束。
自然风干薄板,喷涂10%H2SO4,100℃下加热30min左右,至显色明显。
1.3.3气相色谱定量检测色谱条件: 采用日本岛津GCMS-QP 2010型气相色谱仪;色谱柱为AC-5(30m×0.25mm,0.25μm);载气为N2;载气流速为1ml/min;柱温为280℃;进样口温度为280℃;FID检测器温度为300℃。
样品处理:按1:1的比例用乙酸乙酯提取发酵液。
振荡10min,至充分溶解后,静置分层。
5000r/min离心10min,取上层清液,稀释100倍,作为待测样品。
进样量为1μl。
标准曲线方程:采用外标法进行AD含量测算。
回归方程为y=1×106x-1948.9(y为峰面积;x为AD浓度,g/L),线性范围为0.003~0.3g/L,方程的决定系数为0.9996。
2结果与分析2.1不同诱变条件下的致死率致死率是诱变过程中首先要考虑的问题之一。
致死率低,菌体的变异幅度小;致死率过高,存活菌数量又太少且变异菌株活力较弱。
本研究采用的诱变条件下致死率见表1。
任何诱变剂都同时具有致死和诱变双重效应。
近年来,通过多种诱变剂诱变效应的研究发现,正向突变(提高产量)较多地出现在偏低剂量中(约70%~80%)[12]。
因此,本研究选择紫外线照射60s的剂量(致死率75.6%),硫酸二乙酯处理时间为40min(致死率71.3%)作为复合诱变的剂量。