[发明专利]一株鲑鱼肾杆菌及其生产的酶有效

专利信息
申请号: 201210212791.5 申请日: 2012-06-24
公开(公告)号: CN102732462A 公开(公告)日: 2012-10-17
发明(设计)人: 于文功;路新枝;刑培川 申请(专利权)人: 中国海洋大学
主分类号: C12N1/20 分类号: C12N1/20;C12P19/14;C12N9/42;C12R1/01
代理公司: 青岛海昊知识产权事务所有限公司 37201 代理人: 曾庆国
地址: 266100 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 鲑鱼 杆菌 及其 生产
【说明书】:

技术领域

发明属于微生物筛选及应用技术领域。具体涉及一株鲑鱼肾杆菌及其生产的酶,即一株高产胞外壳聚糖酶的海洋细菌Renibacterium Salmoninarum QD1及其所产的壳聚糖降解酶CSN-A。

背景技术:

甲壳素(chitin)又称几丁质,是自然界中含量仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物,年生物合成约十亿吨。它广泛存在于虾、蟹和昆虫类等节肢动物的外壳及部分高等植物和真菌的细胞壁中。壳聚糖(chitosan)是甲壳素脱去部分或全部乙酰基的产物,是一类由2-氨基-2-脱氧-葡萄糖和2-乙酰氨基-2-脱氧-葡萄糖(<40%)单体通过β-1,4糖苷键连接而成的直链多糖。与甲壳素相比,壳聚糖含有性质较活泼的伯氨基,它是天然多糖中唯一含有阳离子的高分子聚合物,具有多种生理功能,如抗菌性、成胶性和成膜性等,因而在多个领域具有重要的应用价值。壳聚糖酶是一类催化氨基葡萄糖的β-1,4-糖苷键断裂,从而专一性降解壳聚糖的糖苷水解酶。壳聚糖酶用途广泛,一方面,壳聚糖酶可以用于制备具有独特生理活性的壳寡糖;另一方面,壳聚糖酶本身还可以作为生物防腐剂,能提高植物的抗病能力;最后,壳聚糖酶在生物体的自溶、细胞壁的形态发生、土壤微生物的营养代谢等基础研究方面也具有重要的用途。

自1973年首次在真菌和细菌培养液中发现壳聚糖酶以来,人们已经在许多细菌、放线菌和真菌等类群的微生物中发现了壳聚糖酶的存在,但这些壳聚糖酶的活性大多低于10U/ml。根据文献报道,2007年孙玉英等报道了一株来自海洋Microbacterium sp.OU01的壳聚糖酶,其活力达到118U/ml,2004年陈小娥等报道的曲霉经优化后的活力达197U/ml。目前已有多个壳聚糖酶实行了商品化,其价格均比较昂贵,如郑州骏涛化工有限公司生产的食品级壳聚糖酶售价为460元/升。综上所述,目前壳聚糖酶的研究存在如下缺点,菌株产酶能力低下、酶活力不高、适合于工业化生产的菌株少、发酵成本高。因此,高活力、低成本的壳聚糖酶及其微生物产生菌株具有重要的市场应用前景。

发明内容:

本发明的目的是提供一株鲑鱼肾杆菌及其生产的壳聚糖酶,即一株高产胞外壳聚糖酶的菌株,及其生产的壳聚糖酶,从而弥补现有的技术不足。

本发明提供的壳聚糖酶产生菌株为鲑鱼肾杆菌属海洋细菌Renibacterium Sp.QD1,已于2011年6月30日保藏在位于湖北省武汉市武昌区武汉大学的中国典型培养物保藏中心,保藏号:CCTCC NO:M 2011226。

本发明的菌株用来生产壳2糖(壳寡2糖)和/或壳3糖(壳寡3糖)。

本发明的菌株能大量分泌高活性的壳聚糖降解酶CSN-A,适合工业化生产,产壳聚糖酶最适发酵时间为40-42hr。

本发明的菌株产壳聚糖酶最适温度为25-28℃。

上述的壳聚糖酶CSN-A是从QD1菌株发酵上清液中分离纯化到的,具有如下性质:

壳聚糖降解酶CSN-A,其SDS-PAGE电泳分子量大小为28kD。

上述的壳聚糖酶,其作用底物为壳聚糖。

上述的壳聚糖酶,降解壳聚糖的最适温度是50℃。

上述的壳聚糖酶,温度稳定范围为0-25℃。

上述的壳聚糖酶,降解壳聚糖的最适pH是5.6。

上述的壳聚糖酶,pH稳定范围为pH5-10。

上述的壳聚糖酶,其抑制剂为Fe3+,Al3+,Cu2+和SDS,促进剂为Mn2+

上述的聚糖酶降解壳聚糖的终产物为壳2糖和壳3糖。

本发明所涉及的产酶菌株经过对其发酵条件优化其活力可以达到300-400U/ml,是迄今报道产酶量较高的菌株,此外该菌株还具有发酵周期短、发酵成本低的优点,而且本发明所涉及的壳聚糖酶具有较高的pH稳定性,预示了其在工业应用中的潜在价值。

附图说明:

图1:本发明中所用菌株产胞外壳聚糖酶的温度曲线图谱;

图2:本发明中所用菌株产胞外壳聚糖酶的时间梯度曲线;

图3:本发明中所用菌株产胞外壳聚糖酶CSN-A的SDS-PAGE电泳图;

图4:本发明所用菌株产胞外壳聚糖酶CSN-A最适温度和温度稳定性图谱;

图5:本发明中所用菌株产胞外壳聚糖酶CSN-A最适pH和pH稳定性图谱;

图6:各种离子对本发明中所用菌株产壳聚糖酶CSN-A的活力影响图谱;

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