[发明专利]一种竹黄菌催化制备苝醌色素的方法

说明书

技术领域

利用竹黄菌全细胞催化底物制备苝醌色素，属于生物工程技术领域。本发明涉及一种以竹黄菌催化底物制备苝醌色素的方法，该发明对于苝醌色素的工业化生产有着重要意义。

背景技术

自然界中的一些真菌能产生具有苝醌色素。近年来研究报道主要集中在竹红菌素，尾孢素和金丝桃蒽酮等的分离提取、光动力学性质和化学结构分析方面，尚无关于其全细胞催化合成的报道。竹红菌素具有稳定性好，口服无明显副作用，代谢快，溶于众多有机溶剂而不溶于水等一系列特点。作为一种天然光敏剂，竹红菌素在医药、食品和材料领域具有巨大的潜在应用价值。竹红菌素主要包括如下结构式所示的竹红菌甲素和竹红菌乙素。

竹红菌甲素                                    竹红菌乙素

专利CN01135155.1介绍了一种采用竹红菌Hypocrella bambusae产苝醌色素的方法。刘为忠(《苝醌色素产生菌固态发酵工艺研究》，云南大学学报，2000，225(5)389-391)和李聪(《一株产苝醌色素的真菌成分分析》，菌物系统，2000，19(1)：122-127)等报导了产苝醌色素的真菌。陈佳佳(《竹黄无性株的液态发酵工艺研究》，中药材，2005，(12)：1049-1051；《竹黄无性型菌株产竹红菌素的研究》，中草药，2006，37(1)：48-50)、石贵阳(《竹黄菌液体培养条件下生成竹红菌素的研究》药物生物技术，2004，(5)，299-301)、胡飞(《一株竹黄无性型菌株液态发酵产竹红菌素的初步研究》，生物学杂志，2008，25(2)：44-47，43)、李达旭(《一种竹寄生真菌的分离鉴定及其有效成分发酵的初步研究》，四川大学学报(自然科学版)，2003，(1)，139-143)、蔡宇杰(《竹黄菌固态发酵竹红菌素条件的研究》，生物技术，2004，(4)：46-47)。

但上述报道的苝醌色素产量低而不稳定，且均未开展后续的研究，无法应用于工业化生产。本发明采用产苝醌色素竹黄菌株Shiraia sp.SUPER-H168以特定底物转化生产竹红菌素，转化率高，成本低，步骤简便，可用于工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用竹黄菌催化底物制备苝醌色素的方法，为工业化生产苝醌色素创造条件。

本发明所采用的菌株为竹黄菌株Shiraia sp.SUPER-H168，保藏号为CCTCCM 207104，中国专利ZL200710132510.4已公开，公开日2008年4月30日；也可以是其突变株或任何菌种库可公开购得的竹黄菌株。由于当前对于竹黄菌株分类较为混乱，因此本专利中竹黄菌株也指在自然状态下所有能产生苝醌色素的真菌。

本发明的技术方案：一种竹黄菌细胞催化生产苝醌色素的方法，以竹黄菌株Shiraia sp.SUPER-H168为出发菌株，将底物催化制备成苝醌色素，催化过程采用：A)细胞的液态培养过程，将底物加入培养体系中进行；或B)将液态发酵培养得到的细胞放入含有底物的反应体系中进行；或C)细胞的固态培养过程，将底物加入培养体系中进行；工艺为：

A)细胞的液态培养过程，将底物加入培养体系中进行：底物添加量为0.1-5g/L，一次性加入不再补加，底物加入时间为发酵开始后的0-40小时，发酵温度为24-32℃，发酵时间为48-72小时；

或B)将液态发酵培养得到的细胞放入含有底物的反应体系中进行：通过液态培养得到细胞，以100g/L的浓度将湿菌体细胞悬浮于生理盐水中，并加入甲苯使质量浓度达2％，30℃处理1h，8000r/min离心15min，取沉淀得到处理后的竹黄菌细胞；将处理过的竹黄菌细胞以1-100g/L量加入反应体系中，底物浓度控制在1-30g/L，并加入0-40mmol/L腺嘌呤核苷三磷酸，反应体系pH 6-8，底物添加量为1-30g/L，反应温度28-30℃，发酵时间为1-10小时，反应体系选用水缓冲液反应体系、水缓冲液-有机溶剂反应体系、或水缓冲液-离子液体反应体系；

所述工艺A)或工艺B)的液态发酵培养基组成为：碳源5-50g/L，氮源5-50g/L，磷酸氢二铵2g/L，磷酸二氢钾1g/L，硫酸镁0.5g/L；在发酵罐内装入发酵罐体积70％的培养基，灭菌冷却后接入竹黄菌，接种量为10％，起始pH和发酵过程pH均为自然；

或C)细胞的固态培养过程，将底物加入培养体系中进行：底物添加量为1-20g/100g干基，一次性加入不再补加，底物加入时间为发酵开始后的0-5天；