[发明专利]一株高产维生素K2（MK-7）的纳豆芽孢杆菌及其应用

说明书

本发明公开了一株高产维生素K2(MK‑7)的纳豆芽孢杆菌及其应用，属于微生物领域。本发明的纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis natto)ND‑1‑A27于2018年3月14日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为中国武汉武汉大学，保藏编号为CCTCC NO:M 2018131。大幅度提高了维生素K2(MK‑7)的产量，产量约达70mg/L，并且仅需要3天即可达到最大产量，大大缩短了发酵周期，节约时间成本，能够应用于工业化发酵生产且该菌株遗传稳定性良好，连续传代5代其产维生素K2(MK‑7)产量基本稳定，维持在同一较高水平，能够作为进一步研究和开发的生产菌株。

技术领域

本发明涉及一株高产维生素K2(MK-7)的纳豆芽孢杆菌及其应用，属于微生物领域。

背景技术

维生素K2(menaquinone，MK)是一种脂溶性维生素，具有叶绿醌生物活性的萘醌基团的衍生物，是人体中不可缺少的重要维生素之一。维生素K2为甲萘醌类系列化合物，淡黄色晶体，根据其分子结构上C－3位异戊二烯侧链的长短不同共有14种形式，以MK-n表示指侧链上异戊二烯单位的个数)，其中MK-7(天然维生素K2)生物活性最为显著。

目前维生素K2(MK-7)主要以化学合成为主，但传统化学合成法存在化学前体原料来源限制、化学反应产生大量异构体、副产物多、产率低、带来环境污染等问题，且合成的维生素K2，其异戊二烯侧链多是顺式结构，活性较低。而活性最高的多是发酵法制得。因此，微生物发酵法制备维生素K2越来越受到欢迎，采用微生物发酵法来进行维生素的工业化生产的最大优点是：能够大大简化生产工序并改善劳动条件、减少环境污染、同时也有利于资源开发和综合利用。但是现有菌株发酵生产维生素K2的产量相对较低，发酵水平相对较低，从而导致成本过高。这是是限制发酵生产维生素K2发展的一个主要原因。另外，目前菌株发酵生产维生素K2的发酵周期也都较长，需要6天以上，时间成本较大。因此，选育高产菌株，研究菌株特性及发酵行为，对于提高发酵生产维生素K2的生产性能，具有重要科学价值。

目前一种新型高效的物理诱变方法——氦气常压室温等离子体诱变育种技术广泛应用于菌株的诱变选育。以高纯氦气为工作气体，在常温常压状态下产生高能量的等离子体，其富含的高能化学活性粒子能够对菌株产生高强度遗传物质损失，进而利用细胞启动的SOS高容错率修复机制，产生种类多样的错配位点，最终形成了遗传稳定、种类丰富的突变株。因此将其运用到维生素K2生产菌株的诱变选育之中具有重要价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种生物发酵高产维生素K2(MK-7)的纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis natto)的诱变菌株，以及利用该菌株发酵生产维生素K2(MK-7)的方法，可达到高效生产维生素K2(MK-7)的要求。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明的第一个目的是提供一株高产维生素K2(MK-7)的纳豆芽孢杆菌(Bacillussubtilis natto)ND-1-A27，于2018年3月14日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为中国武汉武汉大学，保藏编号为CCTCC NO:M 2018131。

本发明的第二个目的是提供所述纳豆芽孢杆菌ND-1-A27在发酵生产维生素K2(MK-7) 中的应用。

在本发明的一种实施方式中，所述应用是从所述纳豆芽孢杆菌ND-1-A27发酵3～6天得到的发酵液中提取维生素K2(MK-7)。

本发明的第三个目的是提供所述纳豆芽孢杆菌ND-1-A27发酵生产维生素K2(MK-7)的方法，所述方法是将上述菌株的细胞液体培养物以2～4％(w/w)的接种量接种在发酵培养基中，在35～38℃，静置培养条件下发酵培养3～6天。