[发明专利]一株β-内酰胺类抗生素降解菌株PGB1及其应用

说明书

本发明涉及一株能够降解β‑内酰胺类抗生素降解菌株PGB1及其应用，属于微生物技术领域。该菌株于2017年9月27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，保藏号为CGMCC NO.14760。本发明所述的菌株PGB1，对β‑内酰胺类抗生素有较好降解效果，对青霉素钾为唯一碳源且浓度为50‑300mg/L的青霉素钾的降解率为100.00％，并可以降解去除青霉素钾对金黄色葡萄球菌的抑制作用。该菌株可应用于降解处理生产企业废弃物和环境中残留的相关β‑内酰胺类抗生素。

技术领域

本发明涉及一株β-内酰胺类抗生素降解菌株PGB1及其应用，属于微生物技术领域。

背景技术

β-内酰胺类抗生素是一类化学结构中含有β-内酰胺环的抗生素，具有杀菌活性强、毒性低、适应症广以及临床疗效好等优点，是现有抗生素中应用最为广泛的一类。全世界平均每年消费100000-200000t抗生素，其中β-内酰胺类抗生素占到50％-70％。

在β-内酰胺类抗生素如青霉素、头孢菌素等发酵生产过程中，会产生大量含抗生素的废水废渣，如果处理不当而排入环境，会对环境造成污染。同时，抗生素在进入机体过程中，部分抗生素不能被机体完全吸收，会以原型或代谢产物的形式经由粪尿排出进入环境，对土壤和水体等造成污染，进而诱导产生抗性菌和抗性基因，这些抗性菌和抗性基因可能通过直接或间接的方式进入人体，对人类健康构成威胁。因此，抗生素残留去除已成为抗生素行业可持续发展以及环境治理中亟待解决的重要问题。

利用微生物降解抗生素残留是一种高效、经济、安全且具有良好应用前景的一种处理方法。目前有关β-内酰胺抗生素生物降解研究报道较少，而且报道的降解菌株，基本上仅对β-内酰胺类抗生素中的某一种抗生素具有降解效果。本专利涉及一株β-内酰胺类抗生素降解菌株PGB1，能够同时降解青霉素钾和头孢类抗生素。

发明内容

本发明的目的在于提供一株β-内酰胺类抗生素降解菌株PGB1及其应用。

本发明所提供的β-内酰胺类抗生素降解菌株PGB1，通过对其16S rDNA提取，PCR扩增，在Genbank中进行Blast比对和进化树构建分析，并结合其形态特征观察，确定该菌株为粪产碱杆菌(Alcaligene sfaecalis)，并命名为粪产碱杆菌PGB1(Alcaligenes faecalisPGB1)。该菌株于2017年9月27日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC NO.14760。保藏地址：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。

本发明所述的菌株PGB1，在牛肉膏蛋白胨固体培养基上，于28℃-37℃条件下培养，菌落形态呈圆形，表面光滑，菌落小，直径≤1mm，不透明，边缘整齐，呈乳白色。通过革兰氏染色和显微镜下观察，该菌属于革兰氏阴性菌，杆状或球状，无芽孢。

本发明所述的菌株PGB1，在含有青霉素钾为50mg/L-1000mg/L的牛肉膏蛋白胨培养基中，能较好生长，8-10h进入对数生长期，48h时生物量达到最大。

本发明所述菌株PGB1能够降解β-内酰胺类抗生素，包括类和头孢类抗生素。在青霉素钾、头孢拉定、头孢氨苄和头孢呋辛钠为唯一碳源的无机盐培养基中能较好生长；且能降解唯一碳源培养基中的青霉素钾、头孢拉定、头孢氨苄和头孢呋辛钠。

本发明所述的菌株PGB1，可高效降解青霉素钾。在青霉素钾为唯一碳源且浓度为50mg/L-300mg/L培养基中，对青霉素钾的降解率为100.00％。而且，其降解液对金黄色葡萄球菌不产生抑菌作用，抑菌圈为零。说明菌株PGB1不仅可以完全降解青霉素钾，而且可以消除青霉素钾及其降解产物对金黄色葡萄球菌生长的抑制和毒性作用。

本发明所述的菌株PGB1，对头孢氨苄、头孢拉定、头孢呋辛钠为唯一碳源且浓度为100mg/L时的降解率分别是57.18％，70.86％，55.74％。

本发明的有益效果：